循环接续 随机数 数组

一、for循环

1. 特点
   语法：for(表达式1; 表达式2; 表达式3)

• 表达式1：循环变量的初始化

• 表达式2：循环结束的判断条件

• 表达式3：循环变量的调整

• 循环体内多条语句必须用{}包裹，建议养成习惯，无论几条语句都加花括号。

• 三个表达式支持省略：
  例：已经提前初始化变量，可以省略表达式1，写成 for(; 表达式2; 表达式3)。

2. 关键要点

• 表达式1在整个循环中只执行1次。
• 之后重复执行：判断表达式2 → 为真执行循环体 → 执行表达式3；直到表达式2结果为0，循环结束。

3. 适用场景
   适合循环次数已知的场景。
   写循环先想三件事：从几开始、到几结束、每次变量变化多少。

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二、do while循环

1. 特点
   语法：do 语句; while(表达式);

• 先执行循环体，后做条件判断
• 循环体至少会执行一次

注意末尾while后面的分号不能丢。

2. 适用场景
   适合逻辑上必须先执行一次，再判断的场景。
   示例：菜单打印、输入校验、数字位数统计。
   for、while也可以实现同等功能，do while更贴合“先做，再检查”的业务逻辑。

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三、rand 伪随机数函数

1. 定义：伪随机数，依靠算法+种子生成，并非真正意义上的随机。
2. 特性：程序默认种子为1；相同种子，一定会生成完全一样的随机数列。
3. 头文件：#include <stdlib.h>
4. 返回值：返回 0 ~ RAND_MAX 的整数，多数编译器RAND_MAX = 32767。

四、srand 种子初始化函数

1. 头文件：#include <stdlib.h>
2. 作用：初始化随机数生成器，设置随机种子。
3. 使用规则

• 必须在调用rand()之前调用。
• 一次程序运行只调用一次，不要循环内反复调用。

4. 核心逻辑

• 种子相同 → 随机数列相同
• 种子变化 → 随机数列变化

5. 问题：想要随机数，就需要随机种子；但获取随机种子又需要随机数，陷入死循环。

解决方案：使用系统时间作为种子。

五、time 时间函数

1. 头文件：#include <time.h>
2. 返回值：返回从1970‑01‑01 00:00:00到当前时刻的秒数（时间戳）。
3. 参数：传入NULL，只获取时间戳。
4. 返回类型：time_t，本质是32位/64位整型。
5. 逻辑：时间时刻在变化，每次运行程序种子就不一样。
6. 标准初始化代码

srand((unsigned int)time(NULL));

time返回time_t类型，需要强制转换unsigned int，匹配srand参数。

六、控制随机数取值范围

1. 通用公式：生成 [a, b] 的随机整数

a + rand() % (b - a + 1)

示例：

• 0~99：rand() % 100
• 1~100：rand() % 100 + 1
• 100~200：100 + rand() % 101

2. 高频易错点
   取模%n余数范围是0 ~ n‑1，一共n个数字。
   想要取到a到b一共b‑a+1个数字，除数必须写b‑a+1，不能写b‑a。

错误示例：100 + rand() % 100，取值 100‑199，永远取不到200。

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数组

1. 概念

一组相同数据类型元素的集合。

2. 特征

• C语言不允许空数组，元素个数不能为0。
• 数组内部所有元素类型必须完全一致，不能混合int、char等不同类型。

3. 分类

一维数组、多维数组；最常用多维数组为二维数组。

4. 创建数组

语法：type arr_name[常量值];

• type：元素数据类型 char / short / int / float / double 等
• arr_name：数组名，命名规则和普通变量一致
• 常量值：数组容量，必须是常量/常量表达式

示例：

int math[20];   //存储20个人数学成绩
char ch[8];     //存储8个字符
double score[10];//存储10个double浮点数

5. 数组初始化，大括号{}赋值

1. 完全初始化：全部元素显式赋值
   int arr[5] = {1,2,3,4,5};

2. 不完全初始化：只写部分数值，剩余元素自动置0
   int arr2[6] = {1}; //第一个元素=1，剩下全部为0

3. 初始化元素数量超过数组容量 → 编译报错

4. 如果提供初始化列表，可以省略数组容量，数组大小等于初始化元素个数。
   int arr[] = {1,2,3}; //数组大小自动为3

6. 数组类型

去掉数组名，剩下的就是数组类型。
int arr[10]; 数组类型为 int [10]
int [10] 和 int [12] 属于两种完全不同数组类型。

7. 数组下标

• C语言下标从0开始。
• n个元素数组，下标范围：0 ~ n‑1，最后一个元素下标永远是n‑1。
• 访问语法：数组名[下标]
  例：arr[7]，读取或者修改下标7位置元素。
  可以搭配for循环遍历全部下标。

8. 数组输入

使用scanf读取数组元素，记得加取地址符&。

9. 内存存储特性

数组所有元素在内存中连续存储。
下标增大，地址由小到大。
int数组相邻两个元素地址相差4字节。

连续内存是指针访问数组的底层基础，可以通过首地址+偏移访问任意元素。

10. sizeof计算数组元素个数

sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

逻辑：

• sizeof(arr)：数组整体占用总字节
• sizeof(arr[0])：单个数组元素字节大小
  两者相除得到数组实际元素数量。

11. 二维数组创建

把一维数组当做元素，就构成二维数组。
二维数组作为元素，得到三维数组；二维以上统称多维数组。

语法：type arr_name[常量1][常量2];
示例：int arr[3][5];
3代表行数，5代表列数，总元素15个。
访问元素需要同时指定行下标、列下标。

12. 二维数组初始化

1. 不完全初始化：未显式赋值的元素全部置0
   int arr1[3][5] = {1,2};

2. 完全初始化：把所有元素平铺写在大括号内
   int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};

3. 按行初始化，每行使用独立大括号包裹
   int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};

重要规则：初始化二维数组，列数绝对不能省略，行数可以让编译器自动推算。

13. 二维数组使用

行下标、列下标全部从0开始。
例：arr[2][4] 代表第3行第5列。
遍历使用嵌套for循环：外层循环控制行，内层循环控制列。

14. 二维数组内存存储

整体是一整块连续内存，按行优先存储：先存第0行全部，再存第1行……

• 同一行相邻元素地址差4字节(int)
• 上一行末尾和下一行开头地址也相差4字节。

15. 变长数组 C99标准

1. C99之前数组大小只能写常量；C99允许用变量指定数组大小，称为变长数组。

int n = 10;
int arr[n];

2. 关键点

• 不能在定义的时候初始化。
• 不是大小可以随时改变；运行时确定容量之后，数组大小固定不变。
• 运行时分配对应长度内存，避免空间浪费。

简单理解：变长数组 = 可以用变量指定容量，一旦创建完毕，大小固定。