【数据结构&&C语言】【入门】【首次万字详细解析】入门阶段数据结构可能用到的C语言知识，一章让你看懂数据结构！！！！！！！
前言：欢迎各位光临本博客，这里小编带你直接手撕入门阶段的数据结构的C语言知识，让你不再看见数据结构就走不动道。文章并不复杂，愿诸君耐其心性，忘却杂尘，道有所长！！！！
我的博客即将同步至腾讯云开发者社区，邀请大家一同入驻：https://cloud.tencent.com/developer/support-plan?invite_code=26hs892g27lwk
目录
一、数组
1.1一维数组的定义和创建
一维数组数组的创建方式：
创建例子：
图解：（以整型数组为例）
1.2一维数组的初始化
1.2.1整型数组的初始化
1.3字符数组的初始化
3.数组的使用
1.数组的引用
2.数组的输入
3.数组的输出
数组传参(重点！！！！！)
一维数组传参：
一维数组传参的本质：
二维数组传参的本质：
2.指针变量
2.1内存与地址
1.1内存
二、 指针变量和地址
2.1 取地址操作符（&）
2.2、指针变量和解引用操作符（*）
2.2.2 指针类型的拆分
2.2.3 解引用操作符
2.2.4指针变量的大小
小知识：typedef重命名：
3.动态内存管理
一. malloc 和 free
1. malloc
2. free
二. calloc
三. realloc
情况1：
情况2：
编辑情况3：
4.结构体
一.结构体
1.结构体的声明
2.结构体变量成员访问操作符
3.结构体传参
4.匿名结构体
5.结构的自引用
结尾祝福语
一、数组
如有有已经知道基础概念的小伙伴，直接根据目录表跳转到数组函数传参：
1.1一维数组的定义和创建
数组的定义其实非常非常简单；他就是是一组相同类型的集合，不理解也没关系，我给你举个例子就好了。
数组的定义：数组是一组相同类型的集合
给你讲个故事：
我认识一个朋友（纯属虚构），她是一个事业心非常强的人，无论任何东西都会以事业和学业为主，所以大多数有选择时，都会选择先忽略自己的感受的选项，平时也不注重打扮，以至于她的家非常乱，家里杂乱无章，到处找东西找不到。后来她喜欢上一个男生，感觉自己的一股屌丝样子配不上他，所以就开始捯饬自己，她开始把自己的房间整理，把袜子和袜子归类到一起，衣服和衣服归类到一起，所有一切的事物都开始重新归类。stop！！！！！！
对的，这里的袜子和袜子归类到一起，衣服和衣服归类到一起的结果就是数组，因为他们都是相同类型的集合！！！！！！
后来的后来，她也确实谈上了恋爱，但故事的结局，我相信应该由大家书写！！！
回归正题......................................讲完数组是什么，我们接下来看一下他的初始化和创建
1.一维数组数组的创建方式：
type arr_name[常量值]
类型+数组名[元素值/下标]
创建例子：
int arr[10];//创建一个元素数为10的整型数组 double arr[10];//创建一个元素数为10的双浮点数数组 char arr[10]; //创建一个元素数为10的字符数组
图解：（以整型数组为例）
int arr[10] 详细图解
我们知道一维数组是如何创建的了，那么接下来我们看他如何初始化
数组的初始化种类就好几种，但我会指出最常用的几种，大家记住即可。
1.2一维数组的初始化
1.整型数组的初始化
首先先来说数组的一种初始化，也是最常用的初始化：
指在创建的基础上给一个或多个合理的值；而每个类型的初始化又存在差异，
本章的初始化我们就来讨论其差异性，这里没啥大用，做了解即可，看我慢慢给你解释！！！！
数组分为完全初始化和不完全初始化
先来看一个不完全初始化：
一维数组的初始化图
解释：arr与[10]结合，说明我们定义了一个空间为10个的数组，int表示空间的每个元素是为整型；
{1}在这里是什么意思？为什么定义了十个空间，这里只有一个元素？
这里叫做不完全初始化，后面给的初始化元素数少于定义的元素数， 后面的元素要我们在后续的程序中自己定义。同时这里的1赋值给了数组的第一个元素
我们用VS2022编译器进行F11调试，打开监控界面，看一下arr数组的面貌：
这里可以看到，只有第一个元素arr[0]被赋值了，所以数组的赋值是从下标由小到大依次赋值的！！！
我们了解完这一个之后，我们可以面对大部分的数组定义了，同时我也列出其他几种常见的类型，这样你就在数组的知识点看懂大部分代码了
常见的初始化类型：
- int arr1[5] = {1,2,3,4,5};//完全初始化初始化数跟元素数相同，每个数字都有家可寻。
- int arr2[6] = {1};//不完全初始化第⼀个元素初始化为1，剩余的元素默认初始化为0
- int arr3[3] = {1, 2, 3, 4};//错误的初始化 初始化项太多 【违法越界】
- int arr4[] = {};//错误的写法【初始化和元素数必须要有一个！！！！不然编译器无法识别】
- int arr5[] = {0};//特殊初始化//通过初始化的个数，判断元素的个数，只有1个元素
- int arr6[] = {1,2,3};//特殊初始化//有3个元素
- char arr7[]="abc";//字符数组初始化//字符数组【字符串定义数组】
2.字符数组的初始化
下面就是的3种书写方式：
// char ch[9] = {0};//不完全初始化
// char ch2[9] = { 'a','b','c'};//各字符初始化
// char ch3[9] = "abc";//字符串初始化
不管如何，字符初始化的就这三种方式，接下来我们来重点看一下两种初始化的对比（{ 'a','b','c'}和"abc"）：
探索方法：F10进入分布调试页面，F11分步调节，在监视页面，输入数组名，观看其储存形式。
问题一：字符类型的ch数组为首位‘0’但是在内存中其他元素是什么哪？
字符数组ch监视图
解答：观察监视图可知：字符数组的首元素0以‘/0’的方式储存在内存中。
问题二：字符类型的数组ch2中的'a','b','c'是怎么储存的，以及ch3和ch2如此相近，是怎么储存的？？相同吗？
字符数组ch2和ch3的初始化监视图
解答：监视图可知，两者书写方式虽然不同，但是储存形式是相同的，所以在初始化书写中，是一样的，但要注意的是ch2中的字符是单引号'a'，ch3中的数组是双引号""
！！！！！！！！！！！！！！ 下 标 ！！！！！！！！！！！！！！！！！
这是新手很容易犯的错误知识点，本萌新也是，一定要记得下标从0开始，
请让我为大家讲解：
int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}
元素 1，2，3，4，5，6，7，8，9，10
下标 0，1，2，3，4，5，6，7，8， 9
虽然元素是1—-10，但是下标是0——9，所以在引用是数组是从arr[0]——arr[9],没有arr[10]
这一点一定要注意！！！！！
1.3.数组的使用
能够定义数组，那么就要提到如何使用数组和数组的输入和输出了
即三个模块1.一维数组的引用 2.一维数组的输入3.一维数组的输出
1.数组的引用
假设定义了 int arr[10]={1,2,3}；
int c=0;
引用：c=arr[9];
2.数组的输入
因为数组是一个多数字的集合，不可能一次性输完，所以要用到循坏语句进行循环输入，讲每个输入的值储存到对应的数组的元素中，直到达到元素值为止。
一个元素一个元素的输入，中间用空格隔开哈！！！！！
for (i = 0; i
{
scanf("%d", &arr[i]);
}
3.数组的输出
与输入类似，在循坏的基础上逐个进行输出，逐个将每个元素进行输出。
一个元素一个元素的有序输出！！！！
for (i = 0; i
{
printf("%d", arr[i]);
}
数组传参(重点！！！！！)
这里由于篇幅原因，我们本篇只分析数据结构中常见的几种方式，具体各种数组传参详情请见
【C语言指南】数组传参规则详解_如何传一个实参数组-CSDN博客
1.一维数组传参：
#include void Print(int arr2[], int sz) { int i = 0; for (i = 0;i
我们可以发现arr1和arr2的地址相同，说明实参传递给形参时，形参并没有开辟新的空间，说明形参和实参是同⼀个数组，同时arr2的类型居然是int*类型（指针变量），其实数组传参，传递的是数组首元素的地址，通过地址可以找到一个个元素。若重新开辟一个新的数组会消耗大量的内存，所以传递的不是数组而是地址！
2.一维数组传参的本质：
#include void test(int arr[])//重点 { int sz2 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); printf("sz2 = %d\n", sz2); } int main() { int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 }; int sz1 = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); printf("sz1 = %d\n", sz1); test(arr);//重点 return 0; }我们发现在函数内部是没有正确获得数组的元素个数，这又是为什么呢？你也许会想，指针怎么这么…（此处省略一万字），要尝试先接受它，以后学习多了自然都解释地清了。
- 这就要学习数组传参的本质了，上个小节我们学习了：数组名是数组首元素的地址；那么在数组传参的时候，传递的是数组名，也就是说本质上数组传参传递的是数组首元素的地址。所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。
- 那么在函数内部我们写sizeof(arr) 计算的是⼀个地址的大小（单位字节）而不是数组的大小（单位字节）。正是因为函数的参数部分是本质是指针，所以在函数内部是没办法求的数组元素个数的。
- 那形参为什么可以写成数组的形式呢？这是因为C语言考虑到了学者的感受，在学习数组的时候，如果一来就传地址，形参用指针变量来接收，学者会非常地疑惑的。所以说C语言并不是这么冷若冰霜的。
总结：⼀维数组传参，形参的部分可以写成数组的形式，也可以写成指针的形式。
3.二维数组传参的本质：
#include void test(int a[3][5], int r, int c) { int i = 0; int j = 0; for (i = 0; i这里实参是⼆维数组，形参也写成⼆维数组的形式，那还有什么其他的写法吗？
重点：
- 二维数组在内存中是连续存储的。
- 二维数组可以理解为一维数组的数组，二维数组的每一行可以看作是一个一维数组。
- 二维数组名也是首元素的地址，这里的首元素是指第一行数组，传过去的是第一行这个一维数组的地址，也就是arr[0]的地址。
- 第一行的⼀维数组的类型就是 int [5] ，所以第一行的地址的类型就是数组指针类型 int(*)[5] 。
⼆维数组传参，形参的部分可以写成数组，也可以写成指针形式，如下：
#include void test(int(*p)[5], int r, int c) { int i = 0; int j = 0; for (i = 0; i- p：数组首元素的地址，也就是一维数组arr[0]的地址。
- p+i：跳过 i 个 int[5] 这样的数组（p的类型是数组指针），指向arr[i]，p+i 就是一维数组 arr[i] 的地址。
- *(p+i)：访问一维数组arr[i]，等价于一维数组arr[i]，而 arr[i] 是数组名，又是数组首元素的地址，也就是 arr[i][0] 的地址。
- *(p + i) + j：由于 *(p+i)是 arr[i][0] 的地址，所以 +j 跳过 j 个整形（指向整形），也就是 arr[i][j] 的地址。
- *( *(p + i) + j)：由于 *(p + i) + j 是 arr[i][j] 的地址，进行解引用操作，就是找到 arr[i][j]。
- 最终：*( *(p + i) + j) 等价于 arr[i][j]。
如图：
二、指针变量
指针的内容有非常多，所以这里我们只讲常用的，入门的，比较容易理解的，如果各位对指针感兴趣，可以跳转到我的另一篇博客的指针系列【1】，这里有更加详细的内容【超详细指针系列】指针超详细讲解------从入门到应用-----一步一步将你带入深挖指针【1】_指针教程-CSDN博客
2.1内存与地址
1.内存
单讲内存和地址太枯燥，来举个例子吧：
一天小玉突然想起了好多年不联系的挚友阿雪，想联络联络感情，所以想要去啊雪家，所以打了电话：
小玉：”牢底，最近怎么样“
阿雪：“你是？？”
小玉：“嗯？不至于我的声音都听不出来吧”
阿雪：“哈哈哈，原来是你，怎么了？？”
小玉：“好久没见，我可以找你去打CSGO学C语言吗?"
阿雪："哈哈哈哈，好呀，好久没见你了，对了，你不知道我家地址吧”
阿雪：“我发你”
小玉：”嗯嗯，多时不见，期于君遇“
阿雪：“滚，别在我面前犯二哈哈哈哈哈”
小玉：“哈哈哈哈哈哈”
（对话结束）
！！其实在这里这段对话中，已经显示出了内存的本质：
！！小雪给出的地址面向的对象----楼层，其实就是就是内存，内存嘛，其实就是存东西的地方；
可问题来了，小玉到达了小区，看到了小雪的单元楼（内存），而接下来问题就出现了，那间房子是哪，所以小玉问了小雪房间号。。。。。
对！！！，这么大个单元楼，怎么多房间，要怎么分辨小雪的房间哪？
所以我们给这里的每一个内存单元（房间）编制了房间号，
一楼：101、102、103、104........
二楼：201、202、203、204........
三楼：.......................
说回正题：
内存相比大家都不陌生，在你买电脑的时候总会了解到电脑是多少g内存的，如4G/8G/16G/32G而这些到底是怎么划分的哪？？？？
其实，内存不是单独的一个大整体，而是一个大的空间被划分为一个一个的小空间，我们把它叫做内存单元，
每个内存单元都是1个字节。1个字节里面8个比特位，每个比特位用2进制表示，所以一个字节可以表示2^8个情况，每个内存单元都有编号，而这些编号，我们也叫做地址
通俗一点来讲：
内存单元就是一个宿舍，8个比特位就是8人间，内存就是整个宿舍楼而每个宿舍的编号==地址，在c语言中我们给地址起了一个新的名字：指针
所以
宿舍编号==地址==指针
2.2 指针变量和地址
1. 取地址操作符（&）
如果说创建变量是向内存申请空间，但是每个空间都有着属于自己的编号
那么取地址操作符就是把这些编号拿出来，在储存到一个新的内存单元中。
但是问题来了：如int向内存申请4个字节，那么取地址操作符难道要每个字节的地址都拿出来吗
不妨做个程序来探究一下
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include int main() { int m = 4; printf("%p", &m); return 0； }
打印的地址是最小的地址（首元素地址）
同时我们也可以发现，内存是连续存放的！！！！
2.、指针变量和解引用操作符（*）
2.1指针变量
当我们用去地址操作符取出地址时如：0x006FFD69，那么我们将这个东西存在哪里哪？
答案是指针变量！！！！
例子：
#include int main() { int a=0; int*p=&a;//讲取出的a的地址存放到指针变量p中 return 0; }2.2 指针类型的拆分
举个例子：
int a=10;
int *p=&a;
我们已经知道
- p的类型是int*类型
- ‘*’是指p的类型是指针
- int的意思是指p所指向的对象为整型（指向的是整型（int）的对象）
2.3 解引用操作符
对的，解引用操作符也是我们的 老 朋 友 * 号
int a=10;
int *p=&a;//指针变量存放a的地址
*p=10;//解引用操作将p所指向的对象的值改为10
2.4指针变量的大小
先说结论
指针变量的大小只有两个值：4和8；
！在32位的平台上运作时，指针变量的大小为4。
！在64位的平台上运作时，指针变量的大小为8。
为什么捏？？？
先直观的感受一下指针变量的大小的运作结果：
printf("%d\n", sizeof(char*)); printf("%d\n", sizeof(int*)); printf("%d\n", sizeof(double*)); printf("%d\n", sizeof(short*)); printf("%d\n", sizeof(float*));我们看一下32位（x86）的平台下运行的结果
结果显示：在x86的平台下运行的结果，无论什么类型都是4个字节。
再看一下64位的（x64）的平台下运行的结果 ：
结果显示：都是8个字节
简单来说：
- 32位机器有32根地址总线，将电信号转换为数字信号时，32个二进制产生的序列，我们可以看作位1个地址的产生，那么一个地址是由32个bite位储存的，32bit==4个字节，所以
- 32位下的指针变量就是4个字节，64位也相同..........................................
- 注意指针变量的大小和类型是⽆关的，只要指针类型的变量，在相同的平台下，大小都是相同的。！！！
以上内容是指针入门级别，先熟知，之后内容包括，指针类型的意义，指针解引用的权重，指针运算。如果感兴趣，请大家去这一章节开头找到我的另一篇博客，去进行详细了解。
小知识：typedef重命名：
typedef重命名函数
typedef是用来重命名的，可以将复杂的名字简单化，规范化比如我们命名了一个结构体叫做jinfsjajngijiasogjoiasjda（随便打的）
我们每次调用都要写很长一段复杂的东西，但是有了typedef这个东西，我们可以将它重命名为js，对！就这两个字符，就可以表达这个结构体
typedef unsigned int uint;
//将unsigned int 重命名为uint
如果是指针类型，能否重命名呢？其实也是可以的，比如，将 int* 重命名为 ptr_t ,这样写：
typedef int* ptr_t;
但是对于数组指针和函数指针稍微有点区别：
比如我们有数组指针类型 int(*)[5] ,需要重命名为 parr_t ，那可以这样写：
typedef int(*parr_t)[5];
函数指针类型的重命名也是⼀样的，比如，将 void(*)(int) 类型重命名为 pf_t ,就可以这样写：
typedef void(*pfun_t)(int);//新的类型名必须在*的右边
那么要简化代码2，可以这样写：
typedef void(*pfun_t)(int); pfun_t signal(int, pfun_t);
重点
给出typedef命名一个数组的例子：
#include int main() { typedef int IntArray[5]//定义一个包含5个int类型元素的数组类型IntArray IntArray arr={1,2,3,4,5};// 使用 IntArray 声明一个数组 for(int i=0;i结构体成员名。#include struct Person { int age; char name[50]; float height; }p1 = { 20,"zhangsan",185.5 }, * ps;//全局变量(*ps：结构体指针ps) int main() { struct Person p2 = { 18,"lisi",173.2 };//局部变量 struct Person p3 = { 19,"wangwu",180.8 };//局部变量 ps = &p3; printf("%d %s %.1f\n", p1.age, p1.name, p1.height);//结构体成员访问操作符：. printf("%d %s %.1f\n", p2.age, p2.name, p2.height); printf("%d %s %.1f\n", (*ps).age, (*ps).name, (*ps).height); printf("%d %s %.1f\n", ps->age, ps->name, ps->height);//结构体成员访问操作符：->等价于先*再. return 0; }
3.结构体传参
- 传结构体。
- 传结构体的地址。
#include struct Person { int age; char name[50]; float height; }; void test1(struct Person p)//用结构体接收 { printf("%d %s %.1f\n", p.age, p.name, p.height); } void test2(struct Person* p)//用结构体指针接收 { printf("%d %s %.1f\n", p->age, p->name, p->height); } int main() { struct Person p1 = { 20,"zhangsan",185.5 }; test1(p1);//传结构体 test2(&p1);//传结构体的地址 return 0; }思考：我们发现二者都可以成功访问结构体成员，那二者有什么区别呢？
- 传递结构体时：其实函数内部创建了一个临时结构体变量存放传入的结构体，当结构体很大时会额外占用空间不划算。（本质上是值传递）。
- 传递结构体地址时：只需创建4个字节结构体指针变量，通过其来访问结构体成员，可以大大节省空间。（本质上是地址/指针传递）。
- 推荐传递结构体地址。
4.匿名结构体
//匿名结构体类型
struct//不完全声明，由于没有名字，无法在其之后创建变量 { int age; char name[50]; float height; }s1, s2;//在结构体声明的时候直接创建变量，不能在其之后创建变量了，只能使用一次 int main() { struct s3;//error }
当只需使用一次可以使用（在声明结构体时，直接创建变量，不能在其之后创建变量了）。思考：以下代码行不行
struct { int age; char name[50]; float height; }s1; struct { int age; char name[50]; float height; }*ps; int main() { ps = &s1;//? return 0; }答案：不行，看似一样，其实这两个结构体是不同类型的，只是成员变量相同的不同结构体类型，二者不兼容。（没有名字导致的问题）。
5.结构的自引用
比如：定义一个链表的节点
struct Node { int data;//存放数据 struct Node* next;//存放指针 };结尾祝福语
以上就是数据结构可能有用到的知识点，如果有人能看到这，我真感动呀！！！！！！，累死我了！！！！我知道你对我的文章是非常认可的，当然如果有错误，欢迎随时来指出，我们一起探讨，如果有疑问，直接私信我即可，看到的第一时间我会给你解答！！！！！！！也请各位给我个三连（点赞收藏评论！！！）
怎么说哪？结束了，第一次写万字文章，肯定有写的不好的地方，多多见谅吧！！！！最后祝你们四级全过，天天开心！！！！！！
- 这就要学习数组传参的本质了，上个小节我们学习了：数组名是数组首元素的地址；那么在数组传参的时候，传递的是数组名，也就是说本质上数组传参传递的是数组首元素的地址。所以函数形参的部分理论上应该使用指针变量来接收首元素的地址。
