在C语言中，数组是一种固定大小的数据结构，这意味着一旦数组被创建，其大小就不能直接改变。然而，我们可以通过一些技巧来实现在数组中插入一个新的元素。
方法一：移动元素
这种方法适用于数组还有空闲空间的情况。我们需要将插入位置后的所有元素向后移动一个位置，然后在空出的位置插入新元素。
#include
void insertElement(int arr[], int *n, int position, int value) {
if (*n >= 100) { // 假设数组最大容量为 100
printf("数组已满，无法插入新元素\n");
return;
}
if (position < 0 || position > *n) {
printf("插入位置无效\n");
return;
}
// 将 position 位置及之后的元素向后移动一个位置
for (int i = *n; i > position; i--) {
arr[i] = arr[i - 1];
}
// 在 position 位置插入新元素
arr[position] = value;
// 增加数组长度
(*n)++;
}
int main() {
int arr[100] = {10, 20, 30, 40, 50};
int n = 5; // 当前数组中的元素个数
printf("插入前的数组：");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
insertElement(arr, &n, 2, 25); // 在索引 2 的位置插入 25
printf("插入后的数组：");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
这段代码定义了一个 insertElement 函数，它接受数组、数组长度的指针、插入位置和要插入的值作为参数。函数首先检查数组是否已满以及插入位置是否有效，然后，它将插入位置及其后的所有元素向后移动一个位置，为新元素腾出空间。最后，它在指定位置插入新元素并增加数组长度。
输出结果：
插入前的数组：10 20 30 40 50
插入后的数组：10 20 25 30 40 50
方法二：使用临时数组
如果原数组已满，我们可以创建一个更大的临时数组，将原数组的元素复制到新数组中，同时在指定位置插入新元素。
#include
void insertElementUsingTempArray(int arr[], int *n, int position, int value) {
int tempArr[101]; // 创建一个比原数组大 1 的临时数组
int j = 0;
for (int i = 0; i <= *n; i++) {
if (i == position) {
tempArr[i] = value;
} else {
tempArr[i] = arr[j];
j++;
}
}
// 将临时数组的内容复制回原数组
for (int i = 0; i <= *n; i++) {
arr[i] = tempArr[i];
}
// 增加数组长度
(*n)++;
}
int main() {
int arr[101] = {10, 20, 30, 40, 50};
int n = 5; // 当前数组中的元素个数
printf("插入前的数组：");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
insertElementUsingTempArray(arr, &n, 2, 25); // 在索引 2 的位置插入 25
printf("插入后的数组：");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
在这个方法中，我们创建了一个比原数组大一个元素的临时数组。我们遍历原数组，将元素复制到临时数组中，同时在指定位置插入新元素。最后，我们将临时数组的内容复制回原数组。这种方法的优点是可以处理原数组已满的情况，但缺点是需要额外的内存空间。
输出结果：
插入前的数组：10 20 30 40 50
插入后的数组：10 20 25 30 40 50
方法三：使用动态内存分配
如果我们不确定数组的最终大小，或者需要频繁地插入元素，使用动态内存分配可能是一个更好的选择。这种方法允许我们根据需要调整数组的大小。
#include
#include
void insertElementDynamic(int **arr, int *n, int *capacity, int position, int value) {
if (*n == *capacity) {
*capacity *= 2;
*arr = realloc(*arr, *capacity * sizeof(int));
if (*arr == NULL) {
printf("内存重新分配失败\n");
exit(1);
}
}
for (int i = *n; i > position; i--) {
(*arr)[i] = (*arr)[i - 1];
}
(*arr)[position] = value;
(*n)++;
}
int main() {
int *arr;
int n = 0; // 当前元素个数
int capacity = 5; // 初始容量
arr = (int *)malloc(capacity * sizeof(int));
if (arr == NULL) {
printf("内存分配失败\n");
return 1;
}
// 添加一些初始元素
for (int i = 0; i < 5; i++) {
arr[i] = (i + 1) * 10;
n++;
}
printf("插入前的数组：");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
insertElementDynamic(&arr, &n, &capacity, 2, 25);
printf("插入后的数组：");
for (int i = 0; i < n; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
printf("当前数组容量：%d\n", capacity);
free(arr); // 释放动态分配的内存
return 0;
}
这种方法使用 malloc 和 realloc 函数来动态管理数组的内存。当数组满时，我们将其容量翻倍。这种方法的优点是可以根据需要灵活地调整数组大小，但需要注意正确管理内存以避免内存泄漏。
输出结果：
插入前的数组：10 20 30 40 50
插入后的数组：10 20 25 30 40 50
当前数组容量：10
总结
以上这些方法都能够在C语言的数组中插入元素，具体选哪一种要视情况而定。
在选择插入方法时，需要考虑性能因素：
方法一（移动元素）的时间复杂度为 O(n)，其中 n 是数组中插入位置后的元素数量。这种方法适用于小型数组或插入频率较低的情况。
方法二（使用临时数组）的时间复杂度为 O(n)，但需要额外的 O(n) 空间。这种方法适用于原数组已满且无法扩展的情况。
方法三（动态内存分配）在大多数插入操作中的时间复杂度为 O(1)，但在需要扩展数组时为 O(n)。这种方法适用于需要频繁插入或数组大小不确定的情况。
在实际应用中，选择哪种方法取决于具体的需求、可用内存和性能要求。对于小型数组或插入操作不频繁的情况，简单的移动元素方法可能就足够了。对于大型数组或需要频繁插入的情况，动态内存分配方法可能更合适。