Computer Programming 简明教程

Computer Programming - Arrays

考虑一种情况，我们需要存储五个整数。如果我们使用编程的简单变量和数据类型概念，那么我们需要五个 int 数据类型的变量，且程序如下 −

#include <stdio.h>

int main() {
   int number1;
   int number2;
   int number3;
   int number4;
   int number5;

   number1 = 10;
   number2 = 20;
   number3 = 30;
   number4 = 40;
   number5 = 50;

   printf( "number1: %d\n", number1);
   printf( "number2: %d\n", number2);
   printf( "number3: %d\n", number3);
   printf( "number4: %d\n", number4);
   printf( "number5: %d\n", number5);
}

很简单，因为我们只需要存储五个整数。现在让我们假设我们必须存储 5000 个整数。我们是否将使用 5000 个变量？

为了处理这种情况，几乎所有编程语言都提供了一个称为 array 的概念。数组是一种数据结构，可以存储相同数据类型的固定大小元素集合。数组用于存储数据集合，但通常将数组视为相同类型变量的集合更为有用。

您无需像 number1、number2、……、number99 那样声明单个变量，只需声明一个 number 的整数类型数组变量，并使用 number1[0]、number1[1] 和……number1[99] 来表示单个变量。在这里，0、1、2、……99 是与 var 变量关联的 index ，并且它们用于表示数组中可用的单个元素。

所有阵列都包含连续的内存位置。最低地址对应于第一个元素，而最高地址对应于最后一个元素。

arrays

Create Arrays

要在 C 中创建数组变量，程序员应指定元素类型和存储在该数组中的元素数量。以下是创建 C 编程中数组的简单语法 −

type arrayName [ arraySize ];

这称为单维数组。 arraySize 必须是大于零的整数常量，而 type 可以是任何有效的 C 数据类型。例如，现在声明一个名为 number 的 10 元素数组，类型为 int ，使用此语句 −

int number[10];

此处，number 是一个变量数组，它足以容纳多达 10 个整数。

Initializing Arrays

你可以在 C 中逐个初始化一个数组或使用以下语句：

int number[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

大括号 {} 之间的值的数量不能大于我们为方括号 [] 之间的数组声明的元素数量。

如果你省略数组的大小，就会创建一个仅足够容纳初始化大小的数组。因此，如果写入：

int number[] = {10, 20, 30, 40, 50};

您要创建的数组与上一个示例中完全相同。下面是一个分配数组的单个元素的示例：

number[4] = 50;

以上语句将数组中的第 5 个元素分配给值 50。所有数组都将 0 作为其第一个元素的索引，该索引也被称为基索引，数组的最后一个索引将是数组总大小减 1。以下图像显示了我们上面讨论的数组的图片表示：

array presentation

Accessing Array Elements

通过给数组名称编制索引来访问元素。这是通过在数组名称后面方括号内放置元素的索引来完成的。例如：

int var = number[9];

以上语句将从数组中获取第 10 个元素，并将该值分配给 var 变量。以下示例使用了上面提到的所有三个概念，即创建、分配和访问数组：

#include <stdio.h>

int main () {
   int number[10]; /* number is an array of 10 integers */
   int i = 0;

   /* Initialize elements of array n to 0 */
   while( i < 10 ) {

      /* Set element at location i to i + 100 */
      number[ i ] = i + 100;
      i = i + 1;
   }

   /* Output each array element's value */
   i = 0;
   while( i < 10 ) {

      printf("number[%d] = %d\n", i, number[i] );
      i = i + 1;
   }

   return 0;
}

编译并执行上述代码后，将产生以下结果 −

number[0] = 100
number[1] = 101
number[2] = 102
number[3] = 103
number[4] = 104
number[5] = 105
number[6] = 106
number[7] = 107
number[8] = 108
number[9] = 109

Arrays in Java

以下是用 Java 编写的等效程序。Java 支持数组，但它们使用 new 运算符在 Java 中创建的方式略有不同。

您可以尝试执行以下程序以查看输出，其必须与上述 C 示例生成的输出相同。

public class DemoJava {
   public static void main(String []args) {
      int[] number = new int[10];
      int i = 0;

      while( i < 10 ) {

         number[ i ] = i + 100;
         i = i + 1;
      }

      i = 0;
      while( i < 10 ) {
         System.out.format( "number[%d] = %d\n", i, number[i] );
         i = i + 1;
      }
   }
}

当执行上述程序时，它将生成以下结果 −

number[0] = 100
number[1] = 101
number[2] = 102
number[3] = 103
number[4] = 104
number[5] = 105
number[6] = 106
number[7] = 107
number[8] = 108
number[9] = 109

Arrays (Lists) in Python

Python 没有数组的概念，而是提供了另一种称为 list 的数据结构，它提供类似于任何其他语言中数组的功能。

以下是使用 Python 编写的等效程序−

# Following defines an empty list.
number = []
i = 0

while i < 10:
   # Appending elements in the list
   number.append(i + 100)
   i = i + 1

i = 0
while i < 10:
   # Accessing elements from the list
   print "number[", i,  "] = ", number[ i ]
   i = i + 1

当执行上述程序时，它将生成以下结果 −

number[ 0 ] =  100
number[ 1 ] =  101
number[ 2 ] =  102
number[ 3 ] =  103
number[ 4 ] =  104
number[ 5 ] =  105
number[ 6 ] =  106
number[ 7 ] =  107
number[ 8 ] =  108
number[ 9 ] =  109