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📚 前言

数组是C语言中最基础、最常用的数据结构之一。掌握数组的排序、查找以及字符数组的操作，是每位C语言学习者的必经之路。本文将带你深入理解选择排序、冒泡排序、二分查找的原理与实现，并详细讲解字符数组的定义、初始化、输入输出及常用操作方法。文章结构清晰，代码示例丰富，助你快速掌握核心知识点。

1. 数组排序

排序算法是数据处理的基础。下面介绍两种经典的排序算法：选择排序和冒泡排序。

（1）选择排序

核心思想：每一轮从未排序部分中选出最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾。

时间复杂度：O(n²)

空间复杂度：O(1)

稳定性：选择排序是一种不稳定的排序算法。因为在交换过程中，相等元素的相对位置可能会发生变化。

#include <stdio.h> int main(void) { int arr[10] = {2, 5, 4, -8, 0, 9, 4, 50, 32, -54}; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int tmp = 0; for (int i = 0; i < len - 1; ++i) { for (int j = i + 1; j < len; ++j) { if (arr[i] > arr[j]) // > 排升序，< 排降序 { tmp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = tmp; } } } for (int i = 0; i < len; ++i) { printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]); } return 0; }

（2）冒泡排序

核心思想：重复地遍历待排序序列，依次比较相邻的两个元素，如果顺序错误就交换它们，直到没有需要交换的元素为止。

时间复杂度：O(n²)

空间复杂度：O(1)

稳定性：冒泡排序是一种稳定的排序算法。因为只有相邻元素比较并交换，相等元素的相对位置不会改变。

#include <stdio.h> int main(void) { int arr[10] = {1, -5, 40, 39, 0, -25, 69, 44, 3, 21}; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int tmp = 0; for (int j = 0; j < len - 1; ++j) { for (int i = 0; i < len - 1 - j; ++i) { if (arr[i] > arr[i + 1]) // > 排升序，< 排降序 { tmp = arr[i]; arr[i] = arr[i + 1]; arr[i + 1] = tmp; } } } for (int i = 0; i < len; ++i) { printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]); } return 0; }

2. 二分查找（折半查找）

前提条件：待查找的序列必须是有序的。

核心思想（升序为例）：将待查找的值与序列中间位置的元素进行比较。如果比中间值大，则在右半部分继续查找；如果比中间值小，则在左半部分继续查找；如果相等，则查找成功。

优势：查找效率高，时间复杂度为 O(log n)。

#include <stdio.h> int main(void) { int arr[10] = {50, -1, 2, 3, -4, 5, 6, -7, 64, 9}; int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); int num = 0; // 先对数组进行排序（这里使用选择排序） for (int i = 0; i <= len - 2; ++i) { for (int j = i + 1; j <= len - 1; ++j) { if (arr[i] > arr[j]) { int tmp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = tmp; } } } for (int i = 0; i < len; ++i) { printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]); } printf("Please input a number:\nnum = "); scanf("%d", &num); // 二分查找 int i = 0; int j = len - 1; int mid = 0; while (i <= j) { mid = (i + j) / 2; if (num > arr[mid]) { i = mid + 1; } else if (num < arr[mid]) { j = mid - 1; } else { printf("Found the number!\narr[%d] = %d\n", mid, num); break; } } if (i > j) { printf("Not Found!\n"); } return 0; }

3. 字符型数组

字符型数组用于存储字符串（即多个字符）。

（1）字符数组定义

char 数组名[常量]; // 数组名：遵循标识符的命名规则。 char str[32]; // 分配32个字节的空间

（2）字符型数组的访问

数组名[下标]; // 例如： str[0]; // 访问第一个字符 // 注意：下标不能越界，否则会导致未定义行为。

（3）字符型数组的初始化

• 全部初始化：

char str[5] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; char str[] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; char str[] = {"hello"}; char str[] = "hello"; // 当[]中的常量被省略时，数组空间大小由初始化字符个数决定，并自动在末尾添加'\0'。

• 局部初始化：

char str[32] = {'h', 'e', 'l', 'l', 'o'}; char str[32] = {"hello"}; char str[32] = "hello"; // 未初始化的部分默认存储0（即'\0'字符）。

• 初始化为全0：

char str[32] = {0}; char str[32] = "\0";

（4）数组的存储形式

• 单一性：数组中的所有元素数据类型必须一致。
• 有序性：数组元素按照下标顺序（a[0] 到 a[n]）连续存储。
• 连续性：数组在内存中占用一段连续的空间。

（5）字符型数组的输入输出

• 输入：

char str[32] = {0}; scanf("%s", str); // 遇到空格、Tab、回车会停止读入 gets(str); // 读取一行（包括空格），但不推荐使用，存在缓冲区溢出风险

• 输出：

char str[32] = "hello world!"; printf("%s\n", str); // 遇到空格、Tab、回车会停止打印 puts(str); // 输出字符串并自动换行

（6）字符型数组的操作方法

strlen(str)：计算字符串长度（有效字符个数，不包含结尾的'\0'）。

sizeof(str)：求字符数组在内存中所占的字节数（取决于数组声明时的大小）。

strcpy(dest, src)：将源字符串拷贝到目标字符串。

strcat(dest, src)：将源字符串拼接到目标字符串的末尾。