C · 初阶 | 数组?看一遍就够了

简介: 数组(Array)是有序的元素序列。若将有限个类型相同的变量的集合命名,那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量,也称为数组的元素,有时也称为下标变量。用于区分数组的各个元素的数字编号称为下标。数组是在程序设计中,为了处理方便, 把具有相同类型的若干元素按有序的形式组织起来的一种形式。这些有序排列的同类数据元素的集合称为数组。

在这里插入图片描述
啊我摔倒了..有没有人扶我起来学习....


@TOC


前言

  • 数组(Array)是有序的元素序列。若将有限个类型相同的变量的集合命名,那么这个名称为数组名。组成数组的各个变量称为数组的分量,也称为数组的元素,有时也称为下标变量。用于区分数组的各个元素的数字编号称为下标。数组是在程序设计中,为了处理方便, 把具有相同类型的若干元素按有序的形式组织起来的一种形式。这些有序排列的同类数据元素的集合称为数组。
  • 数组是用于储存多个相同类型数据的集合。

一、一维数组的创建和初始化

1.1 数组的创建

  • 数组是一组相同类型元素的集合。
数组的创建方式:
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
数组创建的实例:
char arr3[10];
float arr4[1];
double arr5[20];

注:
==数组创建,在C99标准之前, [] 中要给一个常量才可以,不能使用变量。在C99标准支持了变长数组的概念,数组的大小可以使用变量指定,但是数组不能初始化==

1.2 数组的初始化

数组的初始化是指,在创建数组的同时给数组的内容一些合理初始值(初始化)

看代码:
int arr1[10] = {1,2,3};
int arr2[] = {1,2,3,4};
int arr3[5] = {1,2,3,4,5};
char arr4[3] = {'a',98, 'c'};
char arr5[] = {'a','b','c'};
char arr6[] = "abcdef";
  • 数组在创建的时候如果想不指定数组的确定的大小就得初始化。数组的元素个数根据初始化的内容来确定
但是对于下面的代码要区分,内存中如何分配*
char arr1[] = "abc";//数组中包含\0
char arr2[3] = {'a','b','c'};//数组中不包含\0

1.3 一维数组的使用

  • 对于数组的使用我们之前介绍了一个操作符:[] ,下标引用操作符。它其实就数组访问的操作符
我们来看代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[10] = {0};//数组的不完全初始化
    //计算数组的元素个数
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 //对数组内容赋值,数组是使用下标来访问的,下标从0开始。所以:
 int i = 0;//做下标
 for(i=0; i<10; i++)//这里写10,好不好?
 {
 arr[i] = i;
 } 
 //输出数组的内容
 for(i=0; i<10; ++i)
 {
 printf("%d ", arr[i]);
 }
 return 0; }

总结:

1. 数组是使用下标来访问的,下标是从`0`开始
2. 数组的大小可以通过计算得到`sizeof(arr)/sizeof(arr[0])`

1.4 一维数组在内存中的存储

  • 接下来我们探讨数组在内存中的存储。
看代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int i = 0;
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    
    for(i=0; i<sz; ++i)
    {
        printf("&arr[%d] = %p\n", i, &arr[i]);
    }
    return 0; 
}
输出结果: 在这里插入图片描述仔细观察输出的结果,我们知道,随着数组下标的增长,元素的地址,也在有规律的递增。
由此可以得出结论:==数组在内存中是连续存放的==

二、二维数组的创建和初始化

2.1 二维数组的创建

//数组创建
int arr[3][4];
char arr[3][5];
double arr[2][4];

2.2 二维数组的初始化

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

2.3 二维数组的使用

  • 二维数组的使用也是通过下标的方式
看代码:
#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][4] = { 0 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            arr[i][j] = i * 4 + j;
        }
    }
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
    }
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述

2.4 二维数组在内存中的存储

  • 像一维数组一样,这里我们尝试打印二维数组的每个元素
#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][4];
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
        }
    }
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述
==通过结果我们可以分析到,其实二维数组在内存中也是连续存储的==

三、数组越界

  • 数组的下标是有范围限制的
  • 数组的下规定是从0开始的,如果数组有n个元素,最后一个元素的下标就是n-1
  • 所以数组的下标如果小于0,或者大于n-1,就是数组越界访问了,超出了数组合法空间的访问
  • C语言本身是不做数组下标的越界检查,编译器也不一定报错,但是编译器不报错,并不意味着程序就是正确的,所以程序员写代码时,最好自己做越界的检查
include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i <= 10; i++)
    {
        printf("%d\n", arr[i]);//当i等于10的时候,越界访问了
    }
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述
二维数组的行和列也可能存在越界

四、数组作为函数参数

  • 往往我们在写代码的时候,会将数组作为参数传个函数,比如:我要实现一个冒泡排序(这里要讲算法思想)函数将一个整形数组排序
  • 那我们将会这样使用该函数:

4.1 冒泡排序函数的错误设计

方法一:
#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[])
{
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//这样对吗?
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz - 1; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int i = 0;
    int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };
    bubble_sort(arr);//是否可以正常排序?
    for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述方法一出问题,那我们找一下问题,调试之后可以看到 bubble_sort 函数内部的 sz ,是 1
难道数组作为函数参数的时候,不是把整个数组传递过去?

4.2 数组名是什么?

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
    printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", &arr[0]);
    printf("%d\n", *arr);
    
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述结论:数组名是数组首元素的地址(==有两个例外==)

如果数组名是首元素地址,那么:

int arr[10] = {0};
printf("%d\n", sizeof(arr));
为什么输出的结果是: 40
  • 补充:

    1. sizeof(数组名),计算整个数组的大小,sizeof内部==单独==放一个数组名,数组名表示整个数

2. `&数组名`,取出的是数组的地址。`&数组名`,数组名表示整个数组
  • 除此两种情况之外,所有的数组名都表示数组首元素的地址

4.3 冒泡排序函数的正确设计

  • 当数组传参的时候,实际上只是把数组的首元素的地址传递过去了
  • 所以即使在函数参数部分写成数组的形式 int arr[] ,表示的依然是一个指针 int *arr
  • 那么,函数内部的 sizeof(arr) 结果是4
  • 如果方法一错了,该怎么设计?
方法二:
#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz - 1; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    int i = 0;
    int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr, sz);//是否可以正常排序?
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}
输出结果: 在这里插入图片描述成功!!!

在这里插入图片描述

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