C语言数组

简介: 当我们想要创建许多变量时,连续创建单个变量会非常麻烦,c语言为我们提供了一个非常简便的方法供程序员使用——数组

      当我们想要创建许多变量时,连续创建单个变量会非常麻烦,c语言为我们提供了一个非常简便的方法供程序员使用——数组


       那什么是数组呢,就是可以存放相同类型元素的集合。数组在c语言中有着举足轻重的作用。


数组的创建


数组分为一维数组和多维数组,我们先来说一维数组的创建方法。


type_t       arr_name    [const_n];
//type_t 是指数组的元素类型
//const_n  是一个常量表达式,用来指定数组的大小(元素的个数)
实例:int arr[10];    char arr[10];   double arr[10]
[ ]中一般为常量,不能使用变量。在C99中标准支持了变长数组(指[]中可以使用变量),数组的大小可以使用变量指定,但是数组不能初始化。


注意: 在visual studio 2019 和 visual studio 2020中虽然支持C99标准,但是其中的IDE(集成开发环境)不支持变长数组


数组的定义和初始化可以在一次,但当省略数组大小时必须初始化。


#include<stdio.h>
int main(void)
{
  int arr1[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };//完全初始化
  int arr2[10] = { 1,2,3 };//不完全初始化,剩下的元素默认为0
  int arr3[10] = { 0 };//不完全初始化,剩余元素默认为0
  int arr4[] = { 0 };//省略数组的大小,数组必须初始化,数组的大小是根据初始化的内容来确定
  int arr5[] = { 1,2,3 };//省略数组大小并初始化数组,数组大小为3
}


当我们定义字符数组时,不同的初始化会有不同的结果。


char arr1[] = "abc";


char arr2[] = { 'a','b','c' };


虽然数组的内容相同,但是arr1的数组大小为4,arr2的数组大小为3,差别就是会在arr1后面默认有\0。


数组的内存


数组在计算机的内存是怎样的,我们可以猜测一下,每个数组元素有什么样的关联。


int arr[10] = { 0 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  for (int i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("&arr[%d] = %p\n",i , &arr[i]);
  }

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数组元素的地址每个都相差4个字节,因为数组的类型为int,每一个·元素占4个字节,所以一维数组的内存是从低到高连续存放的。


二维数组的创建以及初始化


       什么是二维数组,当我们想存储多组数据,如(1,2,3)(2,3,4)(3,4,5)的时候,如果创建多个一维数组太过于繁琐,那我们就可以使用二维数组,有行和列。


二维数组创建:
int arr[3][4];
char arr[2][3];
double arr[3][4];
初始化:
int arr[2][3] = {1,2,3,4,5};
int arr[2][3] = {{1,2,3},{2,3,4}};
int arr[][3] = {{2,3,4},{3,4,5}};//二维数组如果有初始化,行可以省略,列不能省略


二维数组和一维数组一样,当遇到不完全初始化时,未初始化的元素将用0来填补。


下面展示几个不完全初始化的特列:


int main(void)
{
  int arr1[3][4] = { 1,2,2,3,4,3,4,5,6 };
  int arr2[3][4] = { {1,2,3},{2,3},{3,5,6,7} };
  return 0;
}

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二维数组的使用也是通过下标来实现的,行和列的初始值都是0。


那二维数组和一维数组的内存一样是连续的吗?我们来探索一下。


int main(void)
{
  int arr[3][4] = { 0 };
  int i, j;
  for (i = 0; i < 3; i++)
    for (j = 0; j < 4; j++)
    {
      printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
    }
  return 0;
}


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因为每个元素是int占四个字节,所以二维元素也是连续的,内存也是从低到高。二维数组可以看作很多一维数组的集合,我们可以理解为二维数组是一维数组的数组。


数组的越界


数组的下标是有范围限制的。数组下标开始规定的为0,如果有n个元素,最后一个元素的下标就为n-1.如果数组下标小于0或大于n-1,就是数组的越界访问,超出数组合法空间访问。


C语言本身不做数组下标越界检查,编译器也不一定报错,但是编译器不报错,不代表程序是正确的,所以程序员应当做好越界检查。


例子:


#include<stdio.h>
int main(void)
{
  int arr[6] = { 1,2,3,4,5,6 };
  int i = 0;
  for (i = 0; i <= 6; i++)
  {
    printf("%d\n", arr[i]);
  }
  return 0;
}

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数组就会打印出一个随机值,有时会影响整个程序。(二维数组也会越界)


数组作为函数参数


先来说说数组名,一般数组名是数组首元素的地址,但是有两种特殊例子:


1.sizeof(数组名)数组名单独放在sizeof内部,数组名表示整个数组,计算的是整个数组的大小。


2.&数组名,这里指取出整个数组的地址


int main(void)
{
  int arr[5] = { 0 };
  printf("%p\n", arr);
  printf("%p\n",&arr[0]);
  printf("%p\n",&arr);
  printf("%d\n", sizeof(arr));
  printf("%d\n", sizeof(arr[0]));
  return 0;
}

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数组的地址和数组首元素的地址是一样的


int main(void)
{
  int arr[5] = { 0 };
  printf("%p ", arr);
  printf("%p\n", arr+1);
  printf("%p ",&arr[0]);
  printf("%p\n", &arr[0]+1);
  printf("%p ",&arr);
  printf("%p\n", &arr+1);
  return 0;
}

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arr作为数组名代表数组的首元素地址,arr+1只跳过4个字节,相当于跳过一个元素,指向数组的下一个元素的地址,&arr[0]和arr同理。&arr代表整个数组的地址,当&arr+1时,跳过20个字节,相当于跳过整个数组,指向数组后面的地址。


所以数组作为函数参数时,函数可以用指针和数组来接收,但传过去的地址是数组首元素的地址,而不是整个数组的地址,所以在函数中使用时应该考虑这个因素来合理使用。


void test(int *p);//用指针接收
void test(int team[]);//用数组接收(数组其实也理解为指针进行函数操着)
{
int arr[] = {1,2,3,4,5};
test(arr);//传入数组的首元素地址
return 0;
}


数组在C语言中作用非常大,我们应该巧妙的合理应用。

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