LinuxC语言中的数组和rand函数和宏定义和全排列

2024-06-08 07:48
文章标签 语言 rand 数组 函数 定义 排列 linuxc

本文主要是介绍LinuxC语言中的数组和rand函数和宏定义和全排列，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

文章目录

  • 一、数组也是一种复合数据类型
    • 1.数组的定义
    • 2.数组中的元素通过下标（或者叫索引，Index） 来访问。
    • 3.C语言中后缀运算符的优先级高于前缀运算符
    • 4.数组下标也可以是表达式，但表达式的值必须是整型的
    • 5.数组的初始化
    • 6.定义和访问数组——遍历的使用
    • 7.数组与结构体的显著区别
  • 二、数组的应用例子：统计随机数
    • 1.rand函数介绍
      • （i）预处理器的作用：
      • （ii）那么用 #define 定义的常量和第 3 节 “数据类型标志enum”讲的枚举常量有什么区别呢？
      • （iii）硬编码的含义
    • 2.习题
  • 三、数组的应用例子：直方图
    • 1.直方图的含义
    • 2.用数组的效率低与效率高的方法比较
    • 3.习题
  • 四、字符串
    • 1.字符串的定义
    • 2.字符数组可用一个字符串字面值来初始化
    • 3. printf 函数的格式化字符串中%s 占位符的使用注意事项
  • 五、多维数组
    • 1.多维数组的定义
    • 2.多维数组的初始化
    • 3.最后，综合本章的知识，我们来写一个最简单的小游戏－－剪刀石头布：

一、数组也是一种复合数据类型

1.数组的定义

（1）
在这里插入图片描述
说明：

  • 和结构体成员类似，数组 count 的4个元素的存储空间也是相邻的。
  • 结构体成员可以是基本数据类型，也可以是复合数据类型，数组中的元素也是如此。

（2）根据组合规则，我们可以定义一个由4个结构体元素组成的数组：
在这里插入图片描述
也可以定义一个包含数组成员的结构体：
在这里插入图片描述

2.数组中的元素通过下标（或者叫索引，Index） 来访问。

（1）
在这里插入图片描述
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3.C语言中后缀运算符的优先级高于前缀运算符

在这里插入图片描述

4.数组下标也可以是表达式，但表达式的值必须是整型的

在这里插入图片描述

5.数组的初始化

在这里插入图片描述

6.定义和访问数组——遍历的使用

在这里插入图片描述

7.数组与结构体的显著区别

（1）显著不同在于：
在这里插入图片描述
（2）
在这里插入图片描述
说明：

  • 编译器也不会报错，但这样写并不是传一个数组类型参数的意思。对于数组类型有一条特殊规则：数组类型做右值使用时，自动转换成指向数组首元素的指针。 所以上面的函数调用其实是传一个指针类型的参数，而不是数组类型的参数。
  • 接下来的几章里有的函数需要访问数组，我们就把数组定义为全局变量给函数访问。 等以后讲了指针再使用传参的办法。
  • 这也解释了为什么数组类型不能相互赋值或初始化，例如上面提到的 a = b 这个表达式， a 和 b 都是数组类型的变量，但是 b 做右值使用，自动转换成指针类型，而左边仍然是数组类型，所以编译器报的错是 error: incompatible types in assignment 。

二、数组的应用例子：统计随机数

1.rand函数介绍

（1）
在这里插入图片描述
（2）完整的程序如下：
在这里插入图片描述
说明：

  • 这里介绍一种新的语法：用 #define 定义一个常量。
  • 实际上编译器的工作分为两个阶段，先是预处理（Preprocess） 阶段，然后才是编译阶段，
    用 gcc 的 -E 选项可以看到预处理之后、编译之前的程序，例如：
    在这里插入图片描述
    说明：

（i）预处理器的作用：

  • 一是把头文件 stdio.h 和 stdlib.h 在代码中展开；
  • 二是把 #define 定义的标识符 N 替换成它的定义20（在代码中做了三处替换，分别位于数组的定义中和两个函数中） 。

（ii）那么用 #define 定义的常量和第 3 节 “数据类型标志enum”讲的枚举常量有什么区别呢？

  • define 不仅用于定义常量，也可以定义更复杂的语法结构，称为宏（Macro） 定义。
  • define 定义是在预处理阶段处理的，而枚举是在编译阶段处理的。
    在这里插入图片描述
    （3）
    在这里插入图片描述
    毕竟我们的样本太少了，才20个数，如果样本足够多，比如说100000个数，统计一下其中每个数字出现的次数也许能说明问题。但总不能把100000个数都打印出来然后挨个去数吧？
    我们需要写一个函数统计每个数字出现的次数。
    完整的程序如下：
    在这里插入图片描述
    说明：

（iii）硬编码的含义

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2.习题

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三、数组的应用例子：直方图

1.直方图的含义

在这里插入图片描述

2.用数组的效率低与效率高的方法比较

（1）效率低的方法：
在这里插入图片描述
说明：
（a）
在这里插入图片描述
（b）尽管上面的方法可以准确地得到统计结果，但是效率很低，这100000个随机数需要从头到尾检查十遍，每一遍检查只统计一种数字的出现次数。

（2）效率高的方法
在这里插入图片描述
说明：
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3.习题

在这里插入图片描述

int main(void)
{int i,histogram[10]={0};gen_random(10);for(i=0;i<N;i++)histogram[a[i]]++;int sum=0;for(int i=0;i<10;i++){sum+=histogram[i];printf("%d\t",i);}while(sum!=0){for(int i=0;i<10;i++){if(histogram[i]!=0){printf("*\t");histogram[i]--;sum--;}elseprintf(" \t")}printf("\n");}		return 0;
}

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
如果还不懂的话：
参考：https://blog.csdn.net/qq_33724710/article/details/50924097（有输出结果）
参考：https://blog.csdn.net/sunbingxi_/article/details/6125426（感觉是元老级答案）
参考：https://segmentfault.com/a/1190000000725176（答案都有，但不完全对）

第一个问题的答案如下：

void prem(int offset);
void print();
void pozition(int i,int offset);#define N 3
int a[N]={0};int main(void)
{int i;for(i=0;i<N;i++)a[i]=i;prem(0);return 0;
}void prem(int offset)
{if(offset==N-1){print();return;/* 每次输出以后，return到main函数，使得offset=0*/}else{for(int i=offset;i<N;i++){pozition(i,offset);prem(offset+1);pozition(i，offset);}}
}void print()
{int i;for(i=0;i<N;i++)printf("%d ",a[i]);printf("\n");
}void pozition(int i,int offset)
{int temp;temp=a[i];a[i]=a[offset];a[offset]=temp;
}解释如下：
(1)如果对0 1做全排列（N=2），那么全排列的结果是：
0 1
1 0
(2)现在来看程序，主要的全排列程序是perm()函数。
第一次else的结果是：i=offset=0;
positon函数交换的是0和0，offset=1，，由于N=2的原因，直接print，这个时候打印 0 1；
然后返回到main函数，从main函数回来之后（也就是prem(offset+1)之后），offset=0，接着再次交换，这时i=0，offset=0，也就没啥交换的。
接着，i++之后，i=1，然后交换i=1和offset=0的位置，也就是变成了1 0；
prem函数过后，offset=1，再次print出来，就是 1 0了；
接着，i=1,offset=0,交换后，又回到了0 1；但是i=2了，不满足for循环了，跳出。
(3)这个全排列程序基本就是在这个for循环内变化，所以当for循环和if语句不满足的时候，就是得到所有全排列的时候。
但是每次print的时候，都是满足if语句的时候，但是却把offset又刷成了0。

第二个问题的答案如下：

需要改动的地方有：
#define N 3
#define M 2void prem(int offset)
{if(offset==M-1){print();return;/* 每次输出以后，return到main函数，使得offset=0*/}else{for(int i=offset;i<M;i++){pozition(i,offset);prem(offset+1);pozition(i，offset);}}
}void print()
{int i;for(i=0;i<M;i++)printf("%d ",a[i]);printf("\n");
}

第三个问题的答案：
假设有一个两两元素互不相同的N长数组a，从数组尾端依次取M个数。
数组b[]得重新定义。

void comb(int n, int m)
{int i;if (m == 0) {print();return;} else {for (int i = n-1; i >= 0; --i){b[m-1] = a[i];comb(i, m-1);}}
}

四、字符串

1.字符串的定义

（1）字符串可以看作一个数组，它的每个元素是字符型的。
例如字符串 “Hello, world.\n” 图示如下：
在这里插入图片描述
注意每个字符末尾都有一个字符 ‘\0’ 做结束符，这里的 \0 是ASCII码的八进制表示，也就
是ASCII码为0的Null字符，在C语言中这种字符串也称为以零结尾的字符串（Null-terminated String）。

（2）数组元素可以通过数组名加下标的方式访问，而字符串字面值也可以像数组名一样
使用，可以加下标访问其中的字符：
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2.字符数组可用一个字符串字面值来初始化

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（1）str 的后四个元素没有指定，自动初始化为0，即Null字符.。
（2）在本书中只要是以Null字符结尾的一串字符都叫字符串，不管是像 str 这样的数组，还是像 “Hello” 这样的字符串字面值。
（3）如果用于初始化的字符串字面值比数组还长，eg：
在这里插入图片描述
则数组 str 只包含字符串的前10个字符，不包含Null字符，这种情况编译器会给出警告。

（4）如果要用一个字符串字面值准确地初始化一个字符数组，最好的办法是不指定数组的长度，让编译器自己计算：
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（5）有一种情况需要特别注意，如果用于初始化的字符串字面值比数组刚好长出一个Null字符的长度（打印字符串可能会出错）
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3. printf 函数的格式化字符串中%s 占位符的使用注意事项

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五、多维数组

1.多维数组的定义

（1）一个数组的元素可以是另外一个数组，这样就构成了多维数组（Multi-dimensional Array） 。例如定义并初始化一个二维数组：
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（2）从概念模型和物理模型上去理解多维数组 （从物理模型上去理解，是真的爽）
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2.多维数组的初始化

（1）多维数组的初始化
在这里插入图片描述
（2）如果是多维字符数组，也可以嵌套使用字符串字面值做Initializer
在这里插入图片描述
多维字符数组的解释如下：
在这里插入图片描述

3.最后，综合本章的知识，我们来写一个最简单的小游戏－－剪刀石头布：

（1）代码如下
在这里插入图片描述
解释如下：
在这里插入图片描述
（2）练习
在这里插入图片描述

                      胜 负 平 胜 负
man-computer：        -2 -1 0 1 2
man-computer+4：       4 2 3 4 5 6 
(man-computer+4)%：    3 2 0 1 2 0 
(man-computer+4)%3-1： 1 -1 0 1 -1

剪刀石头布相生相克，形成一个环，凡是具有环的特性的数学模型都可以考虑用取模运算， 首先确定了man-computer和%3，然后再调整其它常数得到normalized的结果。

这篇关于LinuxC语言中的数组和rand函数和宏定义和全排列的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1041584。

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