C语言中数组的添加与删除操作

在C语言中，数组是一种基础而强大的数据结构，用于存储相同类型的数据项的集合。尽管C语言的标准库不直接提供动态数组（如Python中的list或C++的vector），但我们可以利用指针和动态内存分配技术来模拟这样的功能，实现数组的添加和删除操作。以下将详细介绍如何在C语言中实现这些功能。

1. 准备工作

在开始之前，请确保你的开发环境已经安装了C语言编译器，如GCC。同时，了解基本的C语言语法和指针操作是必要的。

2. 动态数组的实现

2.1 定义动态数组结构

首先，我们需要定义一个结构体来表示动态数组，包括数组指针、当前元素数量和容量：

```c

include <stdio.h>

include <stdlib.h>

typedef struct {
int *data; // 指向数组的指针
int size; // 当前元素数量
int capacity; // 数组的容量
} DynamicArray;
```

2.2 初始化动态数组

接下来，我们实现一个函数来初始化动态数组：

c void initDynamicArray(DynamicArray *arr, int initialCapacity) { arr->data = (int *)malloc(initialCapacity * sizeof(int)); if (arr->data == NULL) { fprintf(stderr, "Memory allocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } arr->size = 0; arr->capacity = initialCapacity; }

2.3 添加元素到动态数组

当需要添加新元素时，我们首先检查当前容量是否足够，如果不够，需要重新分配更大的内存并复制旧数据：

c void addElement(DynamicArray *arr, int element) { if (arr->size >= arr->capacity) { // 检查是否已满 arr->capacity *= 2; // 翻倍增加容量以优化性能（根据需要可调整策略） int *newData = (int *)realloc(arr->data, arr->capacity * sizeof(int)); if (newData == NULL) { // 内存分配失败处理同上文 fprintf(stderr, "Memory reallocation failed\n"); exit(EXIT_FAILURE); } else { arr->data = newData; // 更新数据指针到新内存区域（注意：不是直接使用realloc返回的指针） } } arr->data[arr->size] = element; // 添加新元素到数组末尾并更新大小计数器 arr->size++; // 增加元素数量计数器 }

2.4 从动态数组中删除元素

为了从动态数组中删除元素，我们可以通过遍历找到并移除指定位置的元素，同时调整后面的元素位置并减少大小计数器：
```c
void deleteElement(DynamicArray *arr, int index) {
if (index < 0 || index >= arr->size) { // 检查索引是否有效（越界检查）
fprintf(stderr, "Invalid index\n"); // 输出错误信息或抛出异常（C语言通常不直接支持异常）
return; // 直接返回而不执行删除操作（或者处理错误）
} else { // 如果索引有效，则执行删除操作并更新相关变量
for (int i = index; i < arr->size - 1; i++) { // 将后面的元素前移一位以覆盖要删除的元素位置（不使用strcpy或memcpy，因为这是int类型） } // 但这里应使用memmove来正确处理重叠区域： memmove(&arr->data[index], &arr->data[index + 1], (arr->size - index - 1) * sizeof(int)); 但由于我们处理的是原始数据而非常量数据段，直接赋值是安全的（这里简化处理） arr->size--; // 减少大小计数器 } } } 示例使用：现在让我们看看如何使用这些函数： // 创建并初始化一个大小为5的动态数组 DynamicArray arr; initDynamicArray(&arr, 5); // 向动态数组中添加元素 addElement(&arr, 10); addElement(&arr, 20); addElement(&arr, 30); // 从动态数组中删除一个元素 deleteElement(&arr, 1); // 假设现在要打印所有剩余的元素 for (int i =