数据结构-->数组

青旅半醒 2022-06-07 05:21 188阅读 0赞

### 数组 ###

*  数组通常理解成为连续的存储单元的集合，但并不仅仅如此，数组还应该是`<index,value>`二元组有限`index`和`value`之间的映射；
 *  对于数组的抽象类型来说，还应该支持两个标准操作：取值和赋值；
 *  `C`语言的数组是这样定义的

int list[5];
    int list *plist[5];

*  `int list[5]`：表示的含义是`5`个整型值组成的数组，`int *plist[5]`表示的是`5`个整型指针组成的数组；
 *  由于数组存储数据的空间是连续的，所以是可以通过指针的移动来访问各个不同的元素的，更一般的形式是通过`＊(&a+i)`，其中`a`表示的是数组元素的首地址，`i`表示的是需要访问第几个元素,其实本质上应该是`*(&a+i*sizeof(int)）`的形式来访问元素的，只是编译器帮我们做了这个工作；
 *  关于指针的操作有两个运算符：  
    
    
     *  `&`:这个运算符是用来获取某个对象的地址的;
     *  `*`:解引用运算符这个运算符的作用是用来取得地址空间里面的值的；
 *  对于一维数组首先来进行简单的元素访问操作;

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    //数组的首地址其实就是数组名称，不需要取地址符号；
    void print(int array[],int size){
        if(array==NULL||size==0)
            exit;
        for(int i=0;i<size;++i){
        //array+i得到的是地址值，所以需要解引用符号；
            printf("%d ",*(array+i));
        }
    }
    
    int main()
    {
        int array[5] = {
       1, 2, 3, 4, 5};
    
        int k = *(&array[0]+1);
        printf("array[1] is: %d\n", k);
        k = *(&array[0]+1*sizeof(int));
        printf("array[1] is: %d\n", k);
        //sizeof运算符用来获取数据类型的长度；
        print(array,sizeof(array)/sizeof(int));
    }

数组空间的内存大概：  
![这里写图片描述][SouthEast]

*  1.每个数据存储单元之间相差四个字节，恰好是一个整型数据单元的长度；
 *  在访问数组里面的数据时，地址空间应该从`0`而不是`1`开始进行访问；
 *  上面的代码也是可以进行数组的赋值操作的，上面使用的是指针的方式进行访问;
 *  数组支持下标访问方式`array[i]`,在进行下标访问时，其实进行的是上面的提到的转换过程；

#### **数组的动态存重点内容储空间** ####

*  补充一点关于内存的一点知识：  
    
    
     *  1.`C`语言在进行编译后，通过三种方式使用内存非别是：
     *  2.静态内存/全局内存，全局变量使用这部分空间，这些空间在程序运行时开始分配，并且在程序终止时会被释放；
     *  3.自动内存：在函数体内部声明，并且在函数被调时才会创建，生命周期仅限于当前函数作用域；
     *  4.最后一种就是动态内存了：动态内存堆上面进行分配；也就是一会要使用的，这部分知识我回详细总结的；
 *  数组分配动态内存需要使用`void *malloc(size_t size)`和`void free(void *ptr);`函数，其实相关的函数还包括`void *calloc(size_t nmemb, size_t size);`,`void *realloc(void *ptr, size_t size);`,暂时先介绍这两个；
 *  在使用`malloc`分配内存空间时，一定需要检查内存空间是否成功分配;
 *  这里补充一个关于`malloc`分配内存进行异常处理宏

#define MALLOC(p,s)\
    if(!(p)=malloc(s)){\
        sprintf(stderr,"Insufficient memory");\
        exit;\
    }\

*  按照前面介绍的，在进行动态内存分配的过程中，必须进行检测是否分配成功；

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    #define MALLOC(p,s)\
        if(!((p)=malloc(s))){\
            fprintf(stderr,"Insufficient memory");\
            exit(EXIT_FAILURE); \
        }
    
    int main(){
        int n;
        int *plist;
        printf("Enter the number of numbers to generate: ");
        scanf("%d",&n);
        if(n<1){
            fprintf(stderr,"Improper value of n\n");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        MALLOC(plist,n*sizeof(int));
        int i=0;
        for(i=0;i<n;++i){
            *(plist+i)=i;
            printf("%d ",*(plist+i));
        }
    }

![这里写图片描述][SouthEast 1]

*  一维动态数组的分配，可以使用`malloc`来完成；
 *  对于二位数组来说，`c`语言是使用一维数组的一维数组来模拟二位数组的；  
    ![这里写图片描述][SouthEast 2]
 *  假设声明的是一个`int x[3][5]`这样的一个数组，对于这样的数组进行保存，所以需要访问里面的元素首先需要确定行数`x[0]`，然后在确定列数`[0],[1],[2]`就可以访问里面的元素了，首先取得的地址表示的是`x[i]`表示的是第`i`行第`0`个元素的地址，然后可以通过`j*sizeof(int)`，就可以访问`x[i][j]`；  
    通过一个`malloc`来构建二位数组：

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    
    #define MALLOC(p,s)\
        if(!((p)=malloc(s))){\
            fprintf(stderr,"Insufficient memory");\
            exit(EXIT_FAILURE); \
        }
    
    int **make2Array(int rows, int cols)
    {
        int **x, i;
        MALLOC(x, rows*sizeof(*x));
    
        for (i = 0; i < rows; i++)
        {
            MALLOC(x[i], cols * sizeof(**x));
        }
        return x;
    }
    
    int main()
    {
        int rows = 10;
        int cols = 10;
        int **x = make2Array(rows, cols);
        for (rows = 0; rows < 10; ++rows)
        {
            for (cols = 0; cols < 10; ++cols)
            {
                 x[rows][cols]=cols;
            }
        }
        for(rows=0;rows<10;++rows){
            for(cols=0;cols<10;++cols){
                printf("%d ",x[rows][cols]);
            }
            printf("\n");
        }
    }

![这里写图片描述][SouthEast 3]

*  归纳两个动态内存需要的函数`void *calloc(size_t nmemb, size_t size);`: 用于分配用户指定大小的一块存储区，并且将这块区域全部清`0`,然后返回内存空间的地址；`void *realloc(void *ptr, size_t size);`:是可以使用`malloc`以及`realloc`来实现的，`realloc`函数的作用是调整当前所使用空间的大小为`S`，并且需要保证原始空间的内容是不变的，如果`S`是大于原始空间的，那么就新分配空间来使用，里面的内容是不确定的，如果`S`是小于原始空间的那么多余的内容就会被释放；

#define REALLOC(p,s)\
        //
        if(!((p)=realloc(p,s))){\
        fprintf(stderr,"Insufficient memory); exit(EXIT_FAILURE);\ }

*  对于三位数组来数，也是通过一维数组的一维数组的一维数组进行模拟的；

[SouthEast]: /images/20220607/8216eef780cb4b199958049dd77a7b52.png
[SouthEast 1]: /images/20220607/e023e219d39342bab26ada8fa64107f0.png
[SouthEast 2]: /images/20220607/084b4ba45acd43e290c18ecac72e9529.png
[SouthEast 3]: /images/20220607/283f5162ba4749a7b855e13782c81843.png