江哥带你玩转C语言| 12 -二维数组和字符串

Posted 2021-07-23 极客江南

二维数组

• 所谓二维数组就是一个一维数组的每个元素又被声明为一 维数组,从而构成二维数组. 可以说二维数组是特殊的一维数组。
• 示例:
  • int a[2][3] = { {80,75,92}, {61,65,71}};
  • 可以看作由一维数组a[0]和一维数组a[1]组成，这两个一维数组都包含了3个int类型的元素
    

二维数组的定义

• 格式:
  • 数据类型 数组名[一维数组的个数][一维数组的元素个数]
  • 其中"一维数组的个数"表示当前二维数组中包含多少个一维数组
  • 其中"一维数组的元素个数"表示当前前二维数组中每个一维数组元素的个数

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二维数组的初始化

• 二维数的初始化可分为两种:

  • 定义的同时初始化
  • 先定义后初始化

• 定义的同时初始化

int a[2][3]={ {80,75,92}, {61,65,71}};

• 先定义后初始化

int a[2][3];
a[0][0] = 80;
a[0][1] = 75;
a[0][2] = 92;
a[1][0] = 61;
a[1][1] = 65;
a[1][2] = 71;

• 按行分段赋值

int a[2][3]={ {80,75,92}, {61,65,71}};

• 按行连续赋值

int a[2][3]={ 80,75,92,61,65,71};

• 其它写法
  • 完全初始化,可以省略第一维的长度

int a[][3]={{1,2,3},{4,5,6}};
int a[][3]={1,2,3,4,5,6};

• 部分初始化,可以省略第一维的长度

int a[][3]={{1},{4,5}};
int a[][3]={1,2,3,4};

• 注意: 有些人可能想不明白，为什么可以省略行数，但不可以省略列数。也有人可能会问，可不可以只指定行数，但是省略列数？其实这个问题很简单，如果我们这样写：
  int a[2][] = {1, 2, 3, 4, 5, 6}; // 错误写法
  大家都知道，二维数组会先存放第1行的元素，由于不确定列数，也就是不确定第1行要存放多少个元素，所以这里会产生很多种情况，可能1、2是属于第1行的，也可能1、2、3、4是第一行的，甚至1、2、3、4、5、6全部都是属于第1行的

• 指定元素的初始化

int a[2][3]={[1][2]=10};
int a[2][3]={[1]={1,2,3}}

二维数组的应用场景

二维数组的遍历和存储

1.二维数组的遍历

• 二维数组a[3][4],可分解为三个一维数组,其数组名分别为:
  • 这三个一维数组都有4个元素,例如:一维数组a[0]的 元素为a[0][0],a[0][1],a[0][2],a[0][3]。
  • 所以遍历二维数组无非就是先取出二维数组中得一维数组, 然后再从一维数组中取出每个元素的值
• 示例

    char cs[2][3] = {
        {'a', 'b', 'c'},
        {'d', 'e', 'f'}
    };
    printf("%c", cs[0][0]);// 第一个[0]取出一维数组, 第二个[0]取出一维数组中对应的元素

    char cs[2][3] = {
        {'a', 'b', 'c'},
        {'d', 'e', 'f'}
    };
    for (int i = 0; i < 2; i++) { // 外循环取出一维数组
        // i
        for (int j = 0; j < 3; j++) {// 内循环取出一维数组的每个元素
            printf("%c", cs[i][j]);
        }
        printf("\\n");
    }

注意: 必须强调的是,a[0],a[1],a[2]不能当作下标变量使用,它们是数组名,不是一个单纯的下标变量

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二维数组的存储

• 和以为数组一样
  • 给数组分配存储空间从内存地址大开始分配
  • 给数组元素分配空间, 从所占用内存地址小的开始分配
  • 往每个元素中存储数据从高地址开始存储

#include <stdio.h>
int main()
{
    char cs[2][3] = {
        {'a', 'b', 'c'},
        {'d', 'e', 'f'}
    };
    // cs == &cs == &cs[0] == &cs[0][0]
    printf("cs = %p\\n", cs);                // 0060FEAA
    printf("&cs = %p\\n", &cs);              // 0060FEAA
    printf("&cs[0] = %p\\n", &cs[0]);        // 0060FEAA
    printf("&cs[0][0] = %p\\n", &cs[0][0]);  // 0060FEAA
    return 0;
}

二维数组与函数

• 值传递

#include <stdio.h>

// 和一位数组一样, 只看形参是基本类型还是数组类型
// 如果是基本类型在函数中修改形参不会影响实参
void change(char ch){
    ch = 'n';
}
int main()
{
    char cs[2][3] = {
        {'a', 'b', 'c'},
        {'d', 'e', 'f'}
    };
    printf("cs[0][0] = %c\\n", cs[0][0]); // a
    change(cs[0][0]);
    printf("cs[0][0] = %c\\n", cs[0][0]); // a
    return 0;
}

• 地址传递

#include <stdio.h>

// 和一位数组一样, 只看形参是基本类型还是数组类型
// 如果是数组类型在函数中修改形参会影响实参
void change(char ch[]){
    ch[0] = 'n';
}
int main()
{
    char cs[2][3] = {
        {'a', 'b', 'c'},
        {'d', 'e', 'f'}
    };
    printf("cs[0][0] = %c\\n", cs[0][0]); // a
    change(cs[0]);
    printf("cs[0][0] = %c\\n", cs[0][0]); // n
    return 0;
}

#include <stdio.h>

// 和一位数组一样, 只看形参是基本类型还是数组类型
// 如果是数组类型在函数中修改形参会影响实参
void change(char ch[][3]){
    ch[0][0] = 'n';
}
int main()
{
    char cs[2][3] = {
        {'a', 'b', 'c'},
        {'d', 'e', 'f'}
    };
    printf("cs[0][0] = %c\\n", cs[0][0]); // a
    change(cs);
    printf("cs[0][0] = %c\\n", cs[0][0]); // n
    return 0;
}

二维数组作为函数参数注意点

• 形参错误写法

void test(char cs[2][]) // 错误写法
{
    printf("我被执行了\\n");
}

void test(char cs[2][3]) // 正确写法
{
    printf("我被执行了\\n");
}

void test(char cs[][3]) // 正确写法
{
    printf("我被执行了\\n");
}

• 二维数组作为函数参数，在被调函数中不能获得其有多少行，需要通过参数传入

void test(char cs[2][3])
{
    int row = sizeof(cs); // 输出4或8
    printf("row = %zu\\n", row);
}

• 二维数组作为函数参数，在被调函数中可以计算出二维数组有多少列

void test(char cs[2][3])
{
    size_t col = sizeof(cs[0]); // 输出3
    printf("col = %zd\\n", col);
}

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作业

• 玩家通过键盘录入 w,s,a,d控制小人向不同方向移动,其中w代表向上移动,s代表向 下移动,a代表向左移动,d 代表向右移动,当小人移动到出口位置,玩家胜利

• 思路:

• 1.定义二维数组存放地图

     ######
     #O #
     # ## #
     #  # #
     ##   #
     ######

• 2.规定地图的方向
  
• 3.编写程序控制方向
  • 当输入w或者W, 小人向上移动. x-1
  • 当输入s 或者S, 小人向下. x+1
  • 当输入a或者A, 小人向左. y-1
  • 当输入d或者D, 小人向右. y+1
• 4.移动小人
  • 用变量记录小人当前的位置
    • 1)如果小人将要移动的位置是墙,则无法移动
    • 2)如果小人将要移动的位置是路,则可以移动
• 5.判断是否走出迷宫

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字符串的基本概念

• 字符串是位于双引号中的字符序列
  • 在内存中以“\\0”结束,所占字节比实际多一个
    

字符串的初始化

• 在C语言中没有专门的字符串变量,通常用一个字符数组来存放一个字符串。
  • 当把一个字符串存入一个数组时,会把结束符‘\\0’存入数组,并以此作为该字符串是否结束的标志。
  • 有了‘\\0’标志后,就不必再用字符数组 的长度来判断字符串的长度了
• 初始化

    char name[9] = "lnj"; //在内存中以“\\0”结束， \\0ASCII码值是0
    char name1[9] = {'l','n','j','\\0'};
    char name2[9] = {'l','n','j',0};
    // 当数组元素个数大于存储字符内容时, 未被初始化的部分默认值是0, 所以下面也可以看做是一个字符串
    char name3[9] = {'l','n','j'};

• 错误的初始化方式

    //省略元素个数时, 不能省略末尾的\\n
    // 不正确地写法，结尾没有\\0 ，只是普通的字符数组
    char name4[] = {'l','n','j'};

     //   "中间不能包含\\0", 因为\\0是字符串的结束标志
     //    \\0的作用：字符串结束的标志
    char name[] = "c\\0ool";
     printf("name = %s\\n",name);
输出结果: c

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字符串输出

• 如果字符数组中存储的是一个字符串, 那么字符数组的输入输出将变得简单方便。
  • 不必使用循环语句逐个地输入输出每个字符
  • 可以使用printf函数和scanf函数一次性输出输入一个字符数组中的字符串
• 使用的格式字符串为“%s”,表示输入、输出的是一个字符串 字符串的输出

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• 输出
  • %s的本质就是根据传入的name的地址逐个去取数组中的元素然后输出，直到遇到\\0位置

char chs[] = "lnj";
printf("%s\\n", chs);

• 注意点:
  • \\0引发的脏读问题

char name[] = {'c', 'o', 'o', 'l' , '\\0'};
char name2[] = {'l', 'n', 'j'};
printf("name2 = %s\\n", name2); // 输出结果: lnjcool

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• 输入

char ch[10];
scanf("%s",ch);

• 注意点:
  • 对一个字符串数组, 如果不做初始化赋值, 必须指定数组长度
  • ch最多存放由9个字符构成的字符串，其中最后一个字符的位置要留给字符串的结尾标示‘\\0’
  • 当用scanf函数输入字符串时,字符串中不能含有空格,否则将以空格作为串的结束符

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字符串常用方法

• C语言中供了丰富的字符串处理函数,大致可分为字符串的输入、输出、合并、修改、比较、转 换、复制、搜索几类。
  • 使用这些函数可大大减轻编程的负担。
  • 使用输入输出的字符串函数,在使用前应包含头文件"stdio.h"
  • 使用其它字符串函数则应包含头文件"string.h"

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• 字符串输出函数:puts
  • 格式: puts(字符数组名)
  • 功能:把字符数组中的字符串输出到显示器。即在屏幕上显示该字符串。
• 优点:
  • 自动换行
  • 可以是数组的任意元素地址
• 缺点
  • 不能自定义输出格式, 例如 puts(“hello %i”);

char ch[] = "lnj";
puts(ch); //输出结果: lnj

• puts函数完全可以由printf函数取代。当需要按一定格式输出时,通常使用printf函数

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• 字符串输入函数:gets
  • 格式: gets (字符数组名)
  • 功能:从标准输入设备键盘上输入一个字符串。

char ch[30];
gets(ch); // 输入:lnj
puts(ch); // 输出:lnj

• 可以看出当输入的字符串中含有空格时,输出仍为全部字符串。说明gets函数并不以空格作为字符串输入结束的标志,而只以回车作为输入结束。这是与scanf函数不同的。
• 注意gets很容易导致数组下标越界，是一个不安全的字符串操作函数

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• 字符串长度
• 利用sizeof字符串长度
  • 因为字符串在内存中是逐个字符存储的,一个字符占用一个字节,所以字符串的结束符长度也是占用的内存单元的字节数。

    char name[] = "it666";
    int size = sizeof(name);// 包含\\0
    printf("size = %d\\n", size); //输出结果:6

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• 利用系统函数
  • 格式: strlen(字符数组名)
  • 功能:测字符串的实际长度(不含字符串结束标志‘\\0’)并作为函数返回值。

    char name[] = "it666";
    size_t len = strlen(name2);
    printf("len = %lu\\n", len); //输出结果:5

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• 以“\\0”为字符串结束条件进行统计

/**
 *  自定义方法计算字符串的长度
 *  @param name 需要计算的字符串
 *  @return 不包含\\0的长度
 */
int myStrlen2(char str[])
{
    //    1.定义变量保存字符串的长度
    int length = 0;
    while (str[length] != '\\0')
    {
        length++;//1 2 3 4
    }
    return length;
}
/**
 *  自定义方法计算字符串的长度
 *  @param name  需要计算的字符串
 *  @param count 字符串的总长度
 *  @return 不包含\\0的长度
 */
int myStrlen(char str[], int count)
{
//    1.定义变量保存字符串的长度
    int length = 0;
//    2.通过遍历取出字符串中的所有字符逐个比较
    for (int i = 0; i < count; i++) {
//        3.判断是否是字符串结尾
        if (str[i] == '\\0') {
            return length;
        }
        length++;
    }
    return length;
}

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• 字符串连接函数:strcat
  • 格式: strcat(字符数组名1,字符数组名2)
  • 功能:把字符数组2中的字符串连接到字符数组1 中字符串的后面,并删去字符串1后的串标志 “\\0”。本函数返回值是字符数组1的首地址。

char oldStr[100] = "welcome to";
char newStr[20] = " lnj";
strcat(oldStr, newStr);
puts(oldStr); //输出: welcome to lnj"

• 本程序把初始化赋值的字符数组与动态赋值的字符串连接起来。要注意的是,字符数组1应定义足 够的长度,否则不能全部装入被连接的字符串。

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• 字符串拷贝函数:strcpy
  - 格式: strcpy(字符数组名1,字符数组名2)- 功能:把字符数组2中的字符串拷贝到字符数组1中。串结束标志“\\0”也一同拷贝。字符数名2, 也可以是一个字符串常量。这时相当于把一个字符串赋予一个字符数组。

char oldStr[100] = "welcome to";
char newStr[50] = " lnj";
strcpy(oldStr, newStr);
puts(oldStr); // 输出结果:  lnj // 原有数据会被覆盖

• 本函数要求字符数组1应有足够的长度,否则不能全部装入所拷贝的字符串。

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• 字符串比较函数:strcmp
  • 格式: strcmp(字符数组名1,字符数组名2)
  • 功能:按照ASCII码顺序比较两个数组中的字符串,并由函数返回值返回比较结果。
    • 字符串1=字符串2,返回值=0;
    • 字符串1>字符串2,返回值>0;
    • 字符串1<字符串2,返回值<0。

    char oldStr[100] = "0";
    char newStr[50] = "1";
    printf("%d", strcmp(oldStr, newStr)); //输出结果:-1
    char oldStr[100] = "1";
    char newStr[50] = "1";
    printf("%d", strcmp(oldStr, newStr));  //输出结果:0
    char oldStr[100] = "1";
    char newStr[50] = "0";
    printf("%d", strcmp(oldStr, newStr)); //输出结果:1

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练习

• 编写一个函数char_contains(char str[],char key)， 如果字符串str中包含字符key则返回数值1，否则返回数值0

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字符串数组基本概念

• 字符串数组其实就是定义一个数组保存所有的字符串
  • 1.一维字符数组中存放一个字符串，比如一个名字char name[20] = “nj”
  • 2.如果要存储多个字符串，比如一个班所有学生的名字，则需要二维字符数组，char names[15][20]可以存放15个学生的姓名(假设姓名不超过20字符)
  • 如果要存储两个班的学生姓名，那么可以用三维字符数组char names[2][15][20]
    ##字符串数组的初始化

char names[2][10] = { {'l','n','j','\\0'}, {'l','y','h','\\0'} };
char names2[2][10] = { {"lnj"}, {"lyh"} };
char names3[2][10] = { "lnj", "lyh" };

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