前言
本文面向编程零基础小白,用生活化案例通俗讲解C语言中数组核心概念、组成要素与完整实操流程,手把手演示插入排序的完整可运行代码示例。
一、核心概念
数组
数组是一种数据结构,本质上是一串连续的内存。一般在需要存大量同类型数据时会考虑使用数组。
常用的有两种方式定义数组,可以根据情况灵活选用:
//以整型数组为例//还未放入内容,但规定了大小intarr[10];//直接放入内容intarr[]={0,1,2,3,4,5};数组的每个位置都可以放入一个数据,可以放入的数据类型与定义时声明的数据类型相同,比如 int(整型)数组,就只能存整型数据,double(浮点型)数组就只能存浮点型数据。
存数据与取数据的操作,本质上是给指定的下标位置赋值,或反过来用指定下标位置的数据为变量赋值,具体操作如下:
//存数据//定义一个长度为5的数组intarr[5];//为下标为2的位置赋值“10”arr[2]=10;//取数据//定义一个数组,并放入一些内容intarr[]={5,10,20,40};//取下标为1的位置的数据inti=arr[1];在C语言中,数组在规定大小但未进行赋值之前,每个位置是没有默认值的,有的只是毫无规律的垃圾数据。(如果是在Java 中,数组是有默认值的,整型数组的默认值为0)
可以打印一个没有赋值的数组试试:
#include<stdio.h>intmain(){inti[10];for(intj=0;j<10;j++){printf("%d ",i[j]);}return0;}输出结果可能会是:
16 0 -1599138551 32759 0 0 43 0 -945482800 373像这样毫无规律的垃圾数据。
不过,通过这个操作:int arr[10] = {0}; 就可以让数组每一个位置的默认值为0,当然也可以根据需求,换成其他的默认值。
二、什么是插入排序
面对一个内容无序的整型数组,比如内容是“2,5,4,1,3”的数组,要将其排序成数字由小到大的数组,有几种不同的方式,常用的简单排序方法有比如“冒泡排序”、“选择排序”、“插入排序”等方法,这次讲解的是插入排序法。
插入排序的思路是,选择一个位置(一般从数组第二个位置开始)成为“key”,将 key 之前的所有位置,视为已经排序完成的有序状态,依次将 key 与上一个位置的数据比较,就这样一直比较到第一个位置。
每次比较时,如果上一个数据比 key 大,就把上一个数据往后挪一格。如果上一个数据比 key 小,那么不论是否遍历到第一个位置,都停止继续遍历, key 插入这个位置。如果和 key 相等,就停止遍历,把 key 插在这个相等数据的后一位,这样相对顺序也不会乱。如果遍历到头了,仍然没有比 key 小的数据,那么 key 就插入进第一格。
比较完一个 key 之后,就让 key 原来所在位置的后一位成为新的 key,然后再开启新一轮遍历比较。
实际上就像这样:
2 5 4 1 3
(从第二格,也就是“5”开始。5成为 key)
254 1 3(2<5,留在原地)
2541 3(4成为 key,和上一格比较)
2451 3(5>4,所以将5往后挪一位)
2451 3(2<4,所以4插入2与5之间)
(1成为 key,和上一格比较)
24513(5>1)
24153(4>1)
21453(2>1)
12453(最后1插入2之前)
(3成为 key,和上一格比较)
12453
……
1 2 3 4 5(排序结束)
最后数组就被排序成由小到大的顺序了
三、完整实操案例:
#include<stdio.h>intmain(){//定义数组intarr[5]={0};//循环执行输入的操作,循环次数是数组的长度for(inti=0;i<5;i++){scanf("%d",&arr[i]);}//外循环:从数组第二格开始,遍历数组for(inti=1;i<5;i++){//定义一个变量 key 和变量 j 用来比较//key 从数组的第二个位置开始取,每次外循环往后一格intkey=arr[i];intj=i-1;//内循环:只要 j 不小于0,且 j 下标处的数字大于 key,就把它往后移一格//接着每次内循环 j 再往前移一格while(j>=0&&arr[j]>key){arr[j+1]=arr[j];j--;}//循环的最后,让比较结束后的空位获得 key 的值arr[j+1]=key;}//用循环遍历数组,并输出for(inti=0;i<5;i++){printf("%d ",arr[i]);}//换行,保持工整printf("\n");return0;}四、个人收获总结
在写这次代码时,我是结合还记得的课上听到的内容,以及查到的一些资料在编写。写的时候,对于这种排序方法的原理其实并没有很清晰,而是有点那种“似懂非懂”的感觉,大概明白了怎么写,至于最后是怎么运作的,在大脑中尝试模拟,也感觉有点云里雾里的。
最后代码写完了,试运行后功能也完好无误,原理也大概清楚,但具体是什么样的过程我也说不清。最后我自己梳理了一遍,就是前面我在“什么是插入排序”部分中写到的过程。
虽然这并不是一个什么很复杂的东西,但梳理出来后感觉大脑无比的清晰。这虽然只是一个小小的进步与发现,却也是写技术笔记意义的一部分。