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new动态创建一维数组、qsort函数、折半查找

news 来源：原创 2024/5/5 19:49:35

new动态创建一维数组

普通数组在栈上分配内存，栈很小；如果需要存放更多的元素，必须在堆上分配内存，堆很大。

动态创建一维数组的语法：数据类型 *指针 = new 数据类型[数组长度]；

释放一维数组的语法：delete [] 指针;

注意：

动态创建的数组没有数组名，不能用sizeof运算符。(动态创建的数组没有数组名，不能用sizeof，如果一定要用的话结果为8（64位），普通创建的可以用sizeof(数组名))
可以用数组表示法和指针表示法两种方式使用动态创建的数组。
必须使用delete[]来释放动态数组的内存。delete只会释放下标为0元素的空间。
不要释放同一个内存块两次（否则等同于操作野指针），这个在之前的指针里面就讲过了。
对空指针用delete[]是安全的（释放内存后，应该把指针置空nullptr）。
声明普通数组的时候，数组长度可以用变量，相当于在栈上动态创建数组，并且不需要释放。
如果内存不足，调用new会产生异常，导致程序中止；如果在new关键字后面加(std::nothrow)选项，则返回nullptr，不会产生异常。在后面的操作前面判断数组是否为nullptr。
为什么用delete[]释放数组的时候，不需要指定数组的大小？因为系统会自动跟踪已分配数组的内存。
C语言里面的malloc函数不能用delete[],delete[]与new[]配对。
delete也不能释放栈上面的内存。

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int *arr = new int[10];
    
    for(int i = 0; i < 10; i++)
    {
        arr[i] = i;                    //数组表示
        cout<< "arr[" << i << "]=" << *(arr+i) <<endl;    //指针表示
    }

    delete[]arr;
}

qsort函数

qsort函数用于对各种数据类型的数组进行排序。

函数原型：

void qsort (void* base, size_t num, size_t size,
            int (*compar)(const void*,const void*));

第一个参数：数组的起始地址。

第二个参数：数组元素的个数（数组长度）。

第三个参数：数组元素的大小（sizeof(数组的数据类型)）。

第四个参数：回调函数的地址。

回调函数决定了排序的顺序，声明如下：

int compar(const void *p1, const void *p2);

1）如果函数的返回值< 0 ，那么p1所指向元素会被排在p2所指向元素的前面。

2）如果函数的返回值==0，那么p1所指向元素与p2所指向元素的顺序不确定。

3）如果函数的返回值> 0 ，那么p1所指向元素会被排在p2所指向元素的后面。

qsort()函数的其它细节：

形参中的地址用void是为了支持任意数据类型，在回调函数中必须具体化。
size_t是C标准库中定义的，在64位系统中是8字节无符号整型（unsigned long long）。
typedef unsigned long long size_t
排序的需求除了升序和降序，还有很多不可预知的情况，只能用回调函数。

#include <iostream>         // 包含头文件。
using namespace std;        // 指定缺省的命名空间。

int compasc(const void* p1, const void* p2)         // 升序的回调函数。
{
	return *((int*)p1) - *((int*)p2);
}

int compdesc(const void* p1, const void* p2)       // 降序的回调函数。
{
	return *((int*)p2) - *((int*)p1);
}

int main()
{
	int a[8] = { 4,2,7,5,8,6,1,3 };

	qsort(a,sizeof(a)/sizeof(int),sizeof(int),compasc);            // 对数组a进行升序排序。

	for (int i = 0; i < 8; i++)
	{
		cout << "a[" << i << "]=" << a[i] << endl;
	}

	qsort(a, sizeof(a) / sizeof(int), sizeof(int), compdesc);      // 对数组a进行降序排序。

	for (int i = 0; i < 8; i++)
	{
		cout << "a[" << i << "]=" << a[i] << endl;
	}
}

折半查找

折半查找也叫二分查找，只适用于已排序的数组（升序降序都可以）。

#include <iostream>         // 包含头文件。
using namespace std;        // 指定缺省的命名空间。

// 在arr中查找key，成功返回key在arr中的数组下标，失败返回-1。
int search(int arr[], int len, int key)
{
	int low = 0, high = len-1, mid;          // 初始化：low=0，high=数组长度-1。

	while (low <= high)
	{
		mid = (low + high) / 2;     // 计算mid指针的位置。

		if (arr[mid] == key) return mid;         // 查找成功。     
		else if (arr[mid] > key) high = mid - 1;  // 继续在前半区查找。
		else low = mid + 1;                    // 继续在后半区查找。
	
	}

	return -1; // 查找失败。
}

int main()
{
	int a[10] = { 7,9,12,16,21,25,30,35,41,48 };    // 必须是已排好序的数组。

	if (search(a, 10, 30) >= 0) cout << "在数组a中查找成功。\n";
	else cout << "在数组a中查找失败。\n";
}