数组的两个练习

左移右移

假设有数组[1,2,3,4,5]

• 左移表示数组元素向左移动1位，移出的元素放入末端，即[2,3,4,5,1]
• 右移表示数组元素向右移动1位，移出的元素进入首部，即[5,1,2,3,4]

实现时应该注意

• 数组存在只有1个元素的情形
• 执行位移时，当前位置的值会被重写，我们需要先建立此值的拷贝。
• 我们的实现只针对int类型

在开始编写程序前，我们先做一个简单的规划，

• 左移与右移应该独立为函数，而不是只完成一次操作的功能。
• 为了方便验证结果，我们需要一个打印数组的函数。

为此，我们可以先列出函数原型。

void print_array(int arr[], int size);
void left_shift_array(int arr[], int size);
void right_shift_array(int arr[], int size);

接下来，我们逐个函数编写程序：

void print_array(int arr[], int size)
{
    printf("[");
    for (int i = 0; i < size; i++)
        printf( i < (size - 1) ? "%d, " : "%d", arr[i]);
    printf("]\n");
}

print_array()使用条件运算符控制格式符，为每个非最后元素追加一个','分隔符，整个数组以[]包含。

void left_shift_array(int arr[], int size)
{
    // 数组只有一个元素时，不需要处理
    if (size == 1)
        return;

    // 保存第一个元素的拷贝
    int first = arr[0];

    // 将后面的元素逐个向前移动1位
    for (int i = 1; i < size; i++)
        arr[i - 1] = arr[i];

    // 第一个元素放到数组尾部
    arr[size - 1] = first;
}

左移函数left_shift_array()已经注释的很详细了，右移的编写与之类似，只需要反向进行即可。

void right_shift_array(int arr[], int size)
{
    if (size == 1)
        return;

    int last = arr[size - 1];

    for (int i = size - 1; i > 0; i--)
        arr[i] = arr[i - 1];

    arr[0] = last;
}

最后我们编写主函数，驱动我们的代码即可。

int main()
{
    int nums[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
    print_array(nums, 6);

    printf("\nleft shift:\n");
    left_shift_array(nums, sizeof(nums) / sizeof(int));
    print_array(nums, 6);
    left_shift_array(nums, sizeof(nums) / sizeof(nums[0]));
    print_array(nums, 6);

    printf("\nright shift:\n");
    right_shift_array(nums, sizeof(nums) / sizeof(int));
    print_array(nums, 6);
    right_shift_array(nums, sizeof(nums) / sizeof(nums[5]));
    print_array(nums, 6);

    return 0;
}

何年何月

也许我们对今天是这一年中的第x天感兴趣，同样可以编写程序来求解。首先我们考虑一下月份天数的存储设计，数组是首选：

int days[12] = {31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };

下标0对应1月份的天数，这个偏差不是大问题，但如果让下标与月份一一对应，可能更优雅。这里我们为数组分配13个空间，0索引处不用，这样days[1]就与1月的天数相对应了。

int days[13] = {0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };

另一种设计就是，要不要存储月份天数累加值？这种策略下，查询会很简单；而使用之前的方法，则需要一个循环累加求值。

int days[13] = {0, 31, 59, 90, 120, 151, 181, 212, 243, 273, 304, 334, 365 };
days[7] + 26 = 212 + 26 = 238 // 当查询8月26日时的表达

这里，我们选择第二种方式存储月份信息。函数is_leap_year()判断传入的年份是否为闰年，这样一年的2月份会有29天。

int days_in_month(int year, int month)
{
    int days[13] = { 0, 31, 28, 31, 30, 31, 30, 31, 31, 30, 31, 30, 31 };

    if (month == 2 && is_leap_year(year))
        return 29;
    else
        return days[month];
}

bool is_leap_year(int year)
{
    return (year % 4 == 0 && year % 100 != 0) ||
           (year % 400) == 0;
}

然后就是累加计算天数的部分：

int date_to_days(int year, int month, int day)
{
    int days = day;

    for (int m = 1; m < month; m++)
    {
        days += days_in_month(year, m);
    }

    return days;
}

最后编写主程序将它们驱动起来。

int main()
{
    printf("2000-05-02: %d\n", date_to_days(2000, 5, 2));
    printf("1956-11-30: %d\n", date_to_days(1956, 11, 30));
    printf("2021-08-26: %d\n", date_to_days(2021, 8, 26));
    return 0;
}