一起学《C程序设计》第六课——数组、字符串及实战练习

myzbx 2025-06-15 18:00 21 浏览

在之前的第三课中学习了基本数据类型，第五课学习了循环结构程序，做练习的时候处理的是一些有规律的数据，比如1~100的正整数，而当我们面对一堆没有规律的数据时该怎么去循环处理呢？把数据组合在一起构成一个新的数据结构，并且能利用自增的序号来循环引用它们，这就是数组。

注意，请认真学习完《C程序设计（第五版）》第六章后再阅读本文会有更大的收获。

数组

数组名和变量名

C语言数组命名遵从变量命名的规则，但是它们本质上有区别：变量名在程序里是该变量对应存储地址里存储的值；数组名等同于数组第一个元素的存储地址。

下标寻址

数组元素的使用采用数组名[下标]的形式，那它的原理是怎样的呢？

我们来深究一下数组内部元素是怎样存储的。首先，不管是数组名还是变量名，程序首先都会为它们开辟存储空间，分配一个存储地址；那么变量名的值就是这个存储地址里存储的值，数组名的值则是该数组第一个元素（下标0）的存储地址，这样就可以根据第一个元素的地址计算出第N个元素的存储地址（数组元素的地址是递增的），进而得到该存储地址里的值，也就是第N个元素的值。

元素数据类型统一

定义数组声明数据类型，实际上是元素的数据类型，一个数组里所有元素数据类型统一，好处就是在循环处理的时候都按照同一数据类型处理，不必额外做判断，这样省去不少麻烦。

多维数组

书本上介绍了二维数组，那如果把多个相同数据类型的二维数组组合在一起，就构成了三维数组，同理，还有四维、五维……N维数组。

字符串

学习过其他高级语言的小伙伴在一开始会有点迷惑：字符串作为一种常见的数据形式居然没有定义在C语言的基本数据结构中，却介绍了字符char这种数据结构。原来在C语言中，字符串借助于字符数组，才有了一席生存的空间和施展的舞台。

注意，使用字符串相关的函数时，首先要引入头文件：#include <string.h>。

字符串输入和输出

输出指的是把字符数组输出为字符串的形式，常用printf('%s', str)，和puts(str)。

书中的输入函数gets()在visual studio 2022中被强制要求使用gets_s()函数来代替，区别在于后者要指定字符数组的长度，而笔者推荐使用另外一个函数fgets()，至于他们有何区别又为何推荐使用fgets()大家自己写代码去对比分析以及上网查阅资料来加深理解。

字符串的长度

strlen()返回字符串自身的长度（以第一个\0为结尾但不包含\0），strlen("hello")和strlen("hello\0world")结果一样。

sizeof()返回的是字符数组的长度，字符数组一旦定义了，其长度就不会再变了。

字符串连接

与其叫字符串连接，不如称之为字符串合并/追加更直观。书上的strcat()函数在visual studio 2022推荐用strcat_s()来替代，这个函数多一个参数——字符串连接后的长度，这个是为了防止合并后的字符串过长（超出目标字符数组的长度）导致内存溢出，有兴趣的可以网上搜索相关的资料。

实战编程

回顾上一课输出1000以内完数，并且输出因子如6 its factors are 1,2,3

旧的思路：通过循环取因子相加判断出来完数，然后再循环输出因子，要写两次同样的循环。

优化思路：把第一次循环得到的因子存储在数组中，判断是完数之后再输出这个数组里的因子，代码参考：

static void fun() {
	for (int num = 1; num < 1000; num++) {
		int tmp_sum = 0, factor_index = 0;
		int factors[50] = { 0 };

		for (int i = 1; i < num; i++) {
			if (num % i == 0) {
				tmp_sum += i;
				factors[factor_index] = i;
				factor_index++;
			}
		}

		if (num == tmp_sum) {
			printf("%d its factors are ", num);
			for (int j = 0; j < factor_index; j++) {
				if (j < factor_index - 1) {
					printf("%d,", factors[j]);
				}
				else {
					printf("%d\n", factors[j]);
				}
			}
		}
	}
}

有一个已排好序的数组，要求输入一个数后，按原来排序的规则将它插入数组中。

解题关键有两点，一是找到插入的位置，然后要把后面的元素依次往后移动一个位置。我们以一个从小到大的数组为例进行编程：

static void fun4() {
	int arr_len = 11;
	int arr[11] = { 0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100 };
	int new_num;

	printf("请输入插入的数值：\n");
	scanf_s("%d", &new_num);

	int tmp_num = -10000, flag = 0;
	for (int i = 0; i < arr_len; i++)
	{
		int cur_num = arr[i];

		if (flag == 1) {
			arr[i] = tmp_num;
			tmp_num = cur_num;
			continue;
		}

		if (new_num <= cur_num) {
			flag = 1;
			tmp_num = cur_num;
			arr[i] = new_num;
		}

		if (flag == 0 && i == arr_len - 1) {
			arr[i] = new_num;
		}
	}

	for (int i = 0; i < arr_len; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
}

程序里把找插入位置和元素后移的两个循环合成一个循环里面，一旦确定了插入位置之后，就不用再去判断找插入位置了，所以定义了一个flag标识，当flag为1时启用continue语句不执行后续的代码了。如果循环结束还没有找到插入的位置则说明插入的数比数组中任意数字都大，就让它直接替换数组末尾。

输出杨辉三角（10行）

解题思路的关键是找到规律：arr[i][j] = arr[i - 1][j] + arr[i - 1][j - 1]

static void fun6() {
	int rows = 10;
	int arr[10][10];

	for (int i = 0; i < rows; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 10; j++)
		{
			if (j == 0 || i == j) {
				arr[i][j] = 1;
				printf("1\t");
				continue;
			}

			if (j > i) {
				arr[i][j] = 0;
				//printf("0\t");
				continue;
			}

			if (i > 1) {
				arr[i][j] = arr[i - 1][j] + arr[i - 1][j - 1];
				printf("%d\t", arr[i][j]);
			}
		}
		printf("\n");
	}
}