【数组、特殊矩阵的压缩存储】

一、数组

概述：数组是一个集合，用于存放相同数据类型的元素

1. 特点一： 数组中的每个数据元素具有相同的数据类型；
2. 特点二： 数据占用一段连续的内存空间

1.1、一维数组

1.1.1 、一维数组的定义方式

1. 只能用数字，字母和下划线命名，且不能用数字作为开头，注意数组名不要与其他变量名重复；
2. 数组的下标从0开始。
   一维数组的三种定义方式：
   第一种：

//数据类型 数组名[数组长度];
int main(){
    int arr[10];//定义一个长度为10的数组，数组元素为int型
    //使用数组下标对数组元素进行访问
    arr[0] = 10;//数组第一个元素的下标为0
    arr[2] = 20;
    arr[9] = 20;//数组最后一个元素的下标为9，对于长度为i的数组，最后一位元素的下标即为i-1
}

注意：定义数组时，若未给定数组元素的初始值，则必须指定数组的长度，否则提示错误，因为编译时需要分配空间，数组长度未知的话，无法进行分配。
第二种：

//数据类型 数组名[数组长度] = {值1, 值2,...};
int main(){
    int arr[10] = {1, 2, 3, 4};//未设定初始值的后6位元素默认为0
}

注意： 数组初始化时，若大括号{}内的元素个数小雨定义的数组长度，则剩余的数组元素默认为0。
第三种：

//数据类型 数组名[] = {值1, 值2, ...};
int main(){
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//数组长度为10
}

注意： 定义数组元素时，数组可以不用指定数组长度，数组长度由所定义元素的数量决定。

1.1.2、一维数组的数组名

作用一： 统计数组所占用的内存空间、数组中单个数据元素所占用的内存空间、数组的长度，如下：

#include<iostream>
using namespace std;

int main(){
    int arr[10];
    cout<<"数组arr用内存空间为"<<sizeof(arr)<<endl;//40
    cout<<"数组arr中单个元素占用内存空间为："<<sizeof(arr[0])<<endl;//4
    cout<<"数组长度为："<<sizeof(arr)/sizeof(arr[0])<<endl;//10
    return 0;
}

作用二： 获取数组在内存中的地址，如下：

int main(){
    int arr[10];
    cout<<arr<<endl;//获取数组的首地址
    cout<<&arr[0]<<endl;//获取数组的首地址
    cout<<&arr<<endl;//获取整个数组的地址
    return 0;
}

注意： arr/&arr[0]和&arr虽然数值相同，但是含义不同！&数组名表示指针，对程序做出如下变化：

#include<iostream>

using namespace std;

int main() {
	int arr[10];
	cout << "数组长度为：" << sizeof(arr) << endl;
	cout << "" << sizeof(arr[0])<< endl;
	cout << "首地址为："<<arr<<endl;
	cout << "地址为：" << arr+1<< endl;//与之前相差4
	cout << "首地址为：" << &arr[0] << endl;
	cout << "数组地址为：" << &arr << endl;
	cout << "地址为：" << &arr +1<< endl;//与之前相差了40
	return 0;
}

运行结果为：

注意：

1. 数组名是常量，不能进行赋值，否则会报错；

1.2、二维数组

1.2.1、二维数组的定义方式

二维数组有四种定义方式;

1. 数据类型 数组名[行数][列数];
2. 数据类型 数组名[行数][列数] = {数据1, 数据2, 数据3};
3. 数据类型 数组名[行数][列数] = {{数据1, 数据2}, {数据3, 数据4},{数据5, 数据6}};
4. 数据类型 数组名[][列数] = {数据1, 数据2, 数据3, 数据4};
   第3种定义方式最直观，可以提高代码的可读性；
   第2种和第4种要根据二维数组的列数推断数组元素**（可以省略行数，不能省略列数）**；
   定义二维数组时，若已经初始化数据，可以省略行数。
   示例如下：

#include<iostream>

using namespace std;

int main() {
    int arr[][2] = { {1,2},{4,5} };
    for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++) {
        for (int j = 0; j < sizeof(arr[i]) / sizeof(arr[i][0]);j++) {
            cout << arr[i][j] << "";
        }
        cout << endl;
    }
    return 0;
}

运行结果为：

注意cout时的格式！

1.2.2、二维数组的数组名

二维数组名称的作用：

1. 计算二维数组所占内存空间；

    cout << "二维数组所占空间为：" <<sizeof(arr) <<endl;
    cout << "二维数组中第1行所占空间为：" << sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组中某个元素所占空间为：" << sizeof(arr[0][1]) << endl;

运行结果为：

2. 计算二维数组的行数和列数

求行数：sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//即数组元素总数/每一行的元素数
求列数：sizeof(arr[0])/sizeof(arr[0][0])

3. 获取二维数组中的相关地址

二维数组首地址：arr[0]或者&arr[0][0]
二维数组第一个元素的地址：arr[0]或&arr[0][0]
二维数组第一行的地址：arr或arr[0]或arr+0或*(arr+0)
二维数组第i行的地址：arr[i]或&arr[0]+i或*(arr+i)
二维数组第i行首元素的地址：arr[i]或arr+i或&arr[0]+i或*(arr+i)
二维数组第i行第j列元素的地址：&arr[i][j]或*(arr+i)+j

4. 通过指针解引用访问或操作某元素：*(*(arr+i)+j)

二、对称矩阵的压缩存储

对称矩阵的矩阵压缩：
若n阶方阵中任意一个元素都有，则称该矩阵为对称矩阵，对于对称矩阵，只须存储对角线+下三角区。若按照优先原则将各元素存入一维数组中，即存入数组中，那么数组共有个元素。对于k，有：

三、三角矩阵的压缩存储

1. 下三角矩阵：除了主对角线和下三角区，其余的元素都相同；
2. 上三角矩阵：除了主对角线和上三角区，其余的元素都相同。
3. 压缩存储策略：按行优先原则将主对角线+下三角区存入一维数组中，并在最后一个位置存储常量，即存入数组中，那么数组共有个元素。对于k，有：
   
   

四、三对角矩阵的压缩存储

三对角矩阵：又称为带状矩阵：当时，有。对于三角矩阵，按行优先原则，只存储带状部分，即存入数组中，那么k=2ij - 3。若一直数组下标k，则

五、稀疏矩阵的压缩存储

稀疏矩阵的非零元素远远少于矩阵元素的个数，压缩存储策略：

1. 三元数组<行, 列,值>

注意：此处的行列下标从1开始。

2. 十字链表