c语言如何判断数组包含数的个数

在C语言中判断数组包含数的个数，可以通过遍历数组、使用标记数组、利用哈希表等方法。其中，最常见和简单的方法是通过遍历数组来统计每个数的出现次数。以下详细介绍如何使用这几种方法来实现这一功能。

一、遍历数组法

1.1 基本方法

遍历数组是一种直接且简单的方法，我们可以通过一次遍历数组，记录每个数出现的次数。以下是一个简单的示例代码：

#include <stdio.h>
void countOccurrences(int arr[], int size) {
    int i, j, count;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        count = 1;
        for (j = i + 1; j < size; j++) {
            if (arr[i] == arr[j]) {
                count++;
                // Set arr[j] to a value that cannot be in the array
                arr[j] = -1;
            }
        }
        if (arr[i] != -1) {
            printf("Number %d occurs %d timesn", arr[i], count);
        }
    }
}
int main() {
    int arr[] = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    countOccurrences(arr, size);
    return 0;
}

1.2 优缺点分析

优点：

简单直接：这种方法逻辑清晰，易于理解和实现。

缺点：

效率低：对于每个元素，内循环会再次遍历剩余元素，时间复杂度为O(n^2)。
空间浪费：为了避免重复统计，需要将已统计过的元素置为一个不可能的值，可能会影响原数组。

二、标记数组法

2.1 使用标记数组

标记数组法是通过创建一个辅助数组来记录数组中每个数的出现次数。这种方法在一定程度上可以提高效率。

#include <stdio.h>
void countOccurrences(int arr[], int size) {
    int i, max = 0;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }
    int count[max + 1];
    for (i = 0; i <= max; i++) {
        count[i] = 0;
    }
    for (i = 0; i < size; i++) {
        count[arr[i]]++;
    }
    for (i = 0; i <= max; i++) {
        if (count[i] > 0) {
            printf("Number %d occurs %d timesn", i, count[i]);
        }
    }
}
int main() {
    int arr[] = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    countOccurrences(arr, size);
    return 0;
}

2.2 优缺点分析

优点：

时间复杂度低：时间复杂度为O(n)，比直接遍历数组的方法更高效。

缺点：

空间复杂度高：需要额外的空间来存储标记数组，空间复杂度为O(max_element)，在数组元素范围较大时会占用较多内存。

三、哈希表法

3.1 使用哈希表

哈希表法通过使用哈希表来记录每个数的出现次数。这种方法能够在保证时间效率的同时，节省空间。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
typedef struct HashNode {
    int key;
    int count;
    struct HashNode* next;
} HashNode;
HashNode* createNode(int key) {
    HashNode* newNode = (HashNode*)malloc(sizeof(HashNode));
    newNode->key = key;
    newNode->count = 1;
    newNode->next = NULL;
    return newNode;
}
void insert(HashNode hashTable, int key, int tableSize) {
    int index = key % tableSize;
    HashNode* newNode = createNode(key);
    if (!hashTable[index]) {
        hashTable[index] = newNode;
    } else {
        HashNode* temp = hashTable[index];
        while (temp) {
            if (temp->key == key) {
                temp->count++;
                free(newNode);
                return;
            }
            if (!temp->next) {
                temp->next = newNode;
                return;
            }
            temp = temp->next;
        }
    }
}
void display(HashNode hashTable, int tableSize) {
    for (int i = 0; i < tableSize; i++) {
        HashNode* temp = hashTable[i];
        while (temp) {
            printf("Number %d occurs %d timesn", temp->key, temp->count);
            temp = temp->next;
        }
    }
}
int main() {
    int arr[] = {1, 2, 2, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int tableSize = 10;
    HashNode hashTable = (HashNode)malloc(tableSize * sizeof(HashNode*));
    for (int i = 0; i < tableSize; i++) {
        hashTable[i] = NULL;
    }
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        insert(hashTable, arr[i], tableSize);
    }
    display(hashTable, tableSize);
    for (int i = 0; i < tableSize; i++) {
        HashNode* temp = hashTable[i];
        while (temp) {
            HashNode* toFree = temp;
            temp = temp->next;
            free(toFree);
        }
    }
    free(hashTable);
    return 0;
}

3.2 优缺点分析

优点：

高效：时间复杂度为O(n)，且不会占用过多的额外空间。

缺点：

哈希冲突：需要处理哈希冲突，代码复杂度较高。
依赖外部库：在某些平台上，可能需要依赖外部哈希表库。

四、总结

通过以上几种方法，我们可以在C语言中有效地统计数组中每个数的出现次数。遍历数组法简单易懂，适合小规模数据；标记数组法适用于数据范围较小、数据量大的情况；哈希表法则在数据范围大且需要高效统计时表现优异。根据具体需求选择合适的方法，可以大大提高程序的效率和性能。

在项目管理中，如果需要对这些方法进行版本控制和任务分配，可以使用研发项目管理系统PingCode和通用项目管理软件Worktile。这两个系统能够有效地帮助团队进行任务分配、进度跟踪和版本管理，确保项目顺利进行。