学期2024-2025-1 学号20241421 《计算机基础与程序设计》第8周学习总结
作业信息
|这个作业属于哪个课程|https://edu.cnblogs.com/campus/besti/2024-2025-1-CFAP|
|这个作业要求在哪里|https://www.cnblogs.com/rocedu/p/9577842.html#WEEK08|
|这个作业的目标|功能设计与面向对象设计，面向对象设计过程，面向对象语言三要素，汇编、编译、解释、执行|
|作业正文| https://www.cnblogs.com/118qa/p/18550511 |
教材学习内容总结
本周我们学习了数组，以下是对数组相关知识的总结。
数组的定义
数组是一组相同类型元素的集合。在 C 语言中，定义数组的基本语法是数据类型 数组名[数组大小];。例如int arr[5];，这里定义了一个名为arr的整型数组，它可以存储 5 个整数。
数组的下标从 0 开始。对于上述arr数组，其有效下标范围是 0 - 4。可以通过arr[0]、arr[1]等来访问数组中的各个元素。
数组的初始化
可以在定义数组时进行初始化。例如int a[3]={1,2,3};，这样就将数组a的三个元素分别初始化为 1、2、3。
如果初始化时提供的初始值个数少于数组大小，剩余的元素会被自动初始化为 0（对于数值类型）。如int b[5]={1,2};，此时b[2]、b[3]和b[4]的值都为 0。
也可以不指定数组大小，让编译器根据初始化的值个数来确定数组大小。例如int c[]={4,5,6};，这里编译器会自动将数组c的大小确定为 3。
一维数组的操作
访问元素：可以通过下标来访问数组中的元素，并且可以对元素进行赋值、读取等操作。例如：
int array[3];
array[0]=10;
int value = array[0];
遍历数组：通常使用循环来遍历数组。最常见的是使用for循环，例如：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for(int i = 0; i < 5; i++){
printf("%d ", arr[i]);
}
二维数组
定义：二维数组可以看作是一个矩阵，其定义语法为数据类型 数组名[行数][列数];。例如int matrix[3][4];定义了一个 3 行 4 列的二维整型数组。
初始化：可以在定义时初始化二维数组。例如int two_d[2][3]={{1,2,3},{4,5,6}};，这里将two_d数组的第一行初始化为 1、2、3，第二行初始化为 4、5、6。
访问元素：通过两个下标来访问二维数组中的元素，例如two_d[1][2]访问的是第二行第三列的元素（注意下标从 0 开始）。
遍历二维数组：一般使用嵌套的循环。外层循环控制行数，内层循环控制列数。例如：
for(int i = 0; i < 2; i++){
for(int j = 0; j < 3; j++){
printf("%d ", two_d[i][j]);
}
printf("\n");
}
字符数组与字符串
字符数组是用来存储字符的数组。例如char str[6];可以存储 6 个字符。
字符串是以 '\0'（空字符）结尾的字符数组。在 C 语言中，有两种常见的初始化字符串的方式。一种是使用字符常量初始化，如char s1[] = "Hello";，编译器会自动在字符串末尾添加 '\0'。另一种是逐个字符初始化，例如：
char s2[6];
s2[0]='H'; s2[1]='e'; s2[2]='l'; s2[3]='l'; s2[4]='o'; s2[5]='\0';
常用的字符串处理函数有strcpy（字符串复制）、strcat（字符串连接）、strcmp（字符串比较）等。但使用这些函数时要注意字符数组的大小，避免缓冲区溢出。
数组作为函数参数
数组名作为函数参数时，实际上传递的是数组的首地址。例如
void printArray(int arr[], int size){
for(int i = 0; i < size; i++){
printf("%d ", arr[i]);
}
}
int main(){
int a[3]={1,2,3};
printArray(a, 3);
return 0;
}
在函数内部对数组元素的修改会影响到原始数组。因为函数接收到的是数组的存储地址，通过这个地址可以访问和修改数组中的实际元素。
教材学习中的问题和解决过程
问题：如何将数组与函数联系在一起？
AI：数组作为函数参数传递
传递方式：在 C 语言中，数组名作为函数参数时，实际上传递的是数组的首地址。这意味着函数可以通过这个地址访问和修改数组中的元素。例如，定义一个函数来打印整型数组的元素：
注意事项：在函数参数列表中，int arr[]和int *arr是等价的声明方式，都表示接收一个指向整型的指针。这种方式使得函数能够高效地访问数组，因为不需要复制整个数组的内容到函数中。但是，这也意味着在函数内部对数组元素的修改会影响到原始数组。
函数返回数组（不常见且有一定限制）
直接返回数组是不允许的：在 C 语言中，函数不能直接返回一个数组。因为数组名是一个指针常量，它代表数组的首地址，函数结束后，其内部的局部数组的存储空间会被释放，返回的数组地址可能会指向无效的内存区域。
返回指针指向数组：可以返回一个指针，这个指针指向一个在函数外部定义的数组或者是通过动态内存分配（如malloc函数）在堆上创建的数组。例如：
注意内存管理：当返回一个指针指向动态分配的数组时，需要在合适的时候（通常是在不再使用数组后）使用free函数来释放内存，以避免内存泄漏。
利用数组和函数实现特定功能
排序功能：可以编写一个函数来对数组进行排序。例如，实现简单的冒泡排序函数：
查找功能：编写一个函数在数组中查找特定元素。例如，线性查找函数：
问题：多维数组如何使用？
AI：二维数组的定义与初始化
定义：二维数组可以看作是一个矩阵，它的定义语法是数据类型 数组名[行数][列数];。例如，int matrix[3][4];定义了一个 3 行 4 列的二维整型数组。这个数组可以用来存储 3 组，每组 4 个整型数据。
初始化：
按行初始化：可以在定义时按行对二维数组进行初始化。例如，int two_d[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};，这里将two_d数组的第一行初始化为 1、2、3，第二行初始化为 4、5、6。
逐个元素初始化（不推荐用于大型数组）：也可以逐个元素地进行初始化，如int another[2][3]; another[0][0]=1; another[0][1]=2;等，但这种方式比较繁琐，尤其是对于大型数组。
部分初始化：如果初始化时提供的初始值个数少于数组元素总数，剩余的元素会被自动初始化为 0（对于数值类型）。例如，int partial[3][3] = {{1, 2}, {3}};，第一行初始化为 1、2、0，第二行初始化为 3、0、0，第三行全部为 0。
二维数组元素的访问
访问单个元素：通过两个下标来访问二维数组中的元素，第一个下标表示行，第二个下标表示列，并且下标都是从 0 开始。例如，在上述two_d数组中，two_d[1][2]访问的是第二行第三列的元素（也就是 6）。
遍历二维数组：
使用嵌套循环：一般使用嵌套的for循环来遍历二维数组。外层循环控制行数，内层循环控制列数。例如：
应用场景示例：在处理矩阵运算（如矩阵加法、乘法）或者图像处理（处理图像像素矩阵）等场景中，这种遍历方式非常有用。例如，两个二维数组matrix1和matrix2相加，结果存储在result数组中，可以这样实现：
三维数组及更高维数组
定义与初始化：
定义：三维数组的定义语法为数据类型 数组名[层数][行数][列数];。例如，int three_d[2][3][4];定义了一个三维数组，它可以看作是 2 个二维数组，每个二维数组是 3 行 4 列。
初始化：初始化方式与二维数组类似，但需要更多的嵌套括号来表示各维度。例如，int cube[2][2][2] = {{{1, 2}, {3, 4}}, {{5, 6}, {7, 8}}};。
元素访问与遍历：
访问单个元素：通过三个下标来访问三维数组中的元素，例如three_d[1][2][3]，第一个下标表示层，第二个表示行，第三个表示列。
遍历：使用三层嵌套的循环来遍历三维数组。一般外层循环控制层数，中间层循环控制行数，内层循环控制列数。例如：
应用场景：在一些科学计算（如三维空间数据建模）或者高级数据存储（如存储 RGB 颜色空间的图像数据，其中第三维可以表示颜色通道）等场景中会用到三维数组。更高维数组的使用场景相对较少，但在一些复杂的数学模型或者数据存储结构中可能会出现。
基于AI的学习
其他
本周我们进行了测试，让我认识到，对于编程的知识漏洞还有很多，需要继续加油。
