C语言——练习:将数组中的n个元素按逆序存放

1. 问题理解

首先,我们需要明确任务是将一个数组中的元素顺序颠倒,即数组的第一个元素变成最后一个第二个元素变成倒数第二个,依此类推。

2. 解决方案概述

由于数组是连续存储的,我们可以通过交换数组两端对应位置的元素来实现逆序。具体来说,我们可以遍历数组的一半(对于偶数长度的数组)或稍微超过一半(对于奇数长度的数组,但通常我们会停在中间,因为中间的元素在逆序后仍然在其原始位置),并在每次迭代中交换两端的元素。

3. 实现步骤

  • 初始化:定义一个临时变量temp用于存储交换过程中的元素值。
  • 遍历:使用一个循环遍历数组的一半。对于长度为n的数组,遍历的索引i0开始,直到size/2 - 1(包含)。这是因为当我们到达数组的中间时,已经完成了所有必要的交换。
  • 交换:在每次迭代中,将arr[i](当前索引处的元素)与arr[size-1-i](与当前索引对称位置的元素)的值进行交换。这可以通过将arr[i]的值存储在temp中,然后将arr[size-1-i]的值赋给arr[i],最后将temp中的值赋给arr[size-1-i]来实现。
  • 完成:当遍历完成时,数组中的元素已经被逆序存放。

4. 示例解释

考虑数组arr[] = {1, 2, 3, 4, 5},其长度为5。

  • 初始时,数组为{1, 2, 3, 4, 5}
  • 第一次迭代(i = 0),交换arr[0](值为1)和arr[4](值为5),数组变为{5, 2, 3, 4, 1}
  • 第二次迭代(i = 1),交换arr[1](值为2)和arr[3](值为4),数组变为{5, 4, 3, 2, 1}
  • 第三次迭代(i = 2),由于数组长度为5(奇数),且我们已经遍历到了中间元素(索引为2的元素),因此不需要再进行交换。但如果数组长度是偶数,比如6,那么还会有一次迭代来交换中间两个对称位置的元素(尽管在这种情况下,这两个元素实际上已经在它们应该在的位置上了)。

5. 代码

#include<stdio.h>

void initArray(int *parr,int size)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<size;i++){
		printf("请输入第%d个数据:",i+1);
		scanf("%d",parr++);
	}
}

void invertArray(int *parr,int size)
{
	int i;
	int j;
	int temp;
	
	for(i=0;i<size/2;i++){
		j = size-1-i;
		temp = *(parr+i);
		*(parr+i) = *(parr+j);
		*(parr+j) = temp;
	}
	
}

void printArray(int *parr,int size)
{
	int i;
	
	for(i=0;i<size;i++){
		printf("%d ",*parr++);
	}
}

int main()
{
	int arr[5];
	int size = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
	
	initArray(arr,size);
	printArray(arr,size);
	putchar('\n');
	invertArray(arr,size);
	printArray(arr,size);
	return 0;
}

输出将是:

请输入第1个数据:99
请输入第2个数据:88
请输入第3个数据:77
请输入第4个数据:66
请输入第5个数据:55
99 88 77 66 55
55 66 77 88 99

6. 效率和适用性

这种方法的时间复杂度是O(n/2),其中n是数组的长度。由于常数因子在渐进分析中被忽略,因此可以简化为O(n)。这种方法适用于任何长度的数组,并且不需要额外的存储空间(除了用于交换的临时变量)。因此,它是原地(in-place)且高效的。

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