C语言 数组

简介: C语言 数组

一、一维数组



1. 一维数组的创建方式



程序清单1


#include <stdio.h>
int main() {
  int arr1[10] = { 1,2,3,4,5 };
  int arr2[] = { 1,2,3,4,5 };
  int arr3[10];
  return 0;
}

数组 arr1 在定义时,长度给了 10,但初始化未完全。

数组 arr2 在定义时,未明确数组大小,底层根据初始化后提供默认大小。

数组 arr3 只被定义,未初始化,所以底层放的都是随机数字。


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程序清单2


下面的三个数组呈现了字符数组的区别。


这里需要注意 sizeof 和 strlen 的区别,sizeof 求的是整个数组内所有元素占内存的大小( 包括 ’ \0 ’),strlen 求的是字符串长度( ’ \0 ’ 之前 )。也就是说,前者求的是数组元素的大小,后者求的是字符串的长度。


#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main() {
  char arr4[] = "abcd";
  char arr5[] = { 'a','b','c','d' };
  char arr6[10] = { 'a','b','c','d' };
  printf("%d %d\n", sizeof(arr4), strlen(arr4));
  return 0;
}
// 输出结果:5 4


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2. 一维数组在内存中的存储方式


#include <stdio.h>
int main() {
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    printf("&arr[%d] => %p\n", i, &arr[i]);
  }
  return 0;
}


输出结果:


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从上面的十六进制的地址来看,我们可以得出结论:


① 一维数组在内存中是连续存放的。

② 随着数组下标的增长,地址由低到高变化。

③ 地址之间的差值,即数组元素类型的大小。( 例如:数组存放的元素是整型,那么每个元素的地址之间就相差 4. )


3. 计算一维数组的元素个数


在 C语言 中,sizeof 可以用来计算某个变量的所占内存的字节大小,所以利用【整个数组所占的内存大小】/ 【数组内某个元素所占的内存大小】,就能够得出数组长度。


#include <stdio.h>
int main() {
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  printf("%d\n", sizeof(arr)); // 40
  printf("%d\n", sizeof(arr[0])); // 4
  int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 求数组长度的方法
  printf("%d\n", size); // 10
  return 0;
}


4. 一维数组打印


#include <stdio.h>
// 方法一
void print(int arr[], int size) {
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
}
// 方法二
void print2(int* arr, int size) {
  for (int i = 0; i < size; i++) {
    printf("%d ", *(arr + i));
  }
}
int main() {
  int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  print2(arr, size);
  return 0;
}


arr 为数组名,即首元素地址 &arr[0],其本质上是一个指针。所以我们可以写成方法二的整型指针方式来接收,每次访问数组的元素时,就往后跳一个元素。即跳跃四个字节。


arr[i] <==> *(arr+i)


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二、二维数组



1. 二维数组的创建方式


#include <


#include <stdio.h>
int main() {
  int arr1[3][5] = { 0 };
  int arr2[3][5] = { 1,2,3,4,5,6 };
  int arr3[][5] = {1,2,3,4,5,6};
  int arr4[3][5] = { {1,2}, {3,4}, {5,6} };
  //int arr[3][] = { {1,2}, {3,4}, {5,6} }; // error
  return 0;
}

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注意事项:


① 二维数组在创建时,行可以省略,列不可省略。

② 如果提前知道二维数组中存储什么元素,推荐上面的 arr4 (直接初始化);如果提前不确定二维数组的元素,推荐上面的 arr1. (初始化第一行第一列的元素,后面的自动初始化为 0.)


2. 计算二维数组的行和列


和计算一维数组的大小思想相同,这里依旧先采用 sizeof 计算内存所占大小,之后分别计算行和列。


#include <stdio.h>
int main() {
  int arr[3][5] = { {1,2}, {3,4}, {5,6} };
  // 整个二维数组的大小 / 第一行一维数组大小
  int row = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 60/20 = 3
  // 第一行一维数组大小 / 第一行第一个数组元素的大小
  int column = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]); // 20/4 = 5
  return 0;
}


3. 二维数组在内存中的存储方式


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


输出结果:


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从上面的十六进制地址的输出结果来看,我们可以得出结论:


二维数组在内存中是连续存放的,即二维数组实际的内存是连续存放的,和我们想象中的几行几列不一样。


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4. 二维数组打印


#include <stdio.h>
// 方法一
void print(int arr[3][5], int row, int column) {
  for (int i = 0; i < row; i++) {
    for (int j = 0; j < column; j++) {
      printf("%d ", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
}
// 方法二
void print2(int (*arr)[5], int row, int column) {
  for (int i = 0; i < row; i++) {
    for (int j = 0; j < column; j++) {
      printf("%d ", *(*(arr+i) + j ));
    }
    printf("\n");
  }
}
int main() {
  int arr[3][5] = { {1,2,3,4,5}, {2,3,4,5,6}, {3,4,5,6,7} };
  int row = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 行
  int column = sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]); // 列
  print2(arr, row, column);
  return 0;
}


arr 为数组名,本质上描述的是第一行一维数组的地址。此时 arr + i,表示每次跳过一行。所以当我们利用指针的方式作为形参时,这个指针为数组指针。此时数组指针指向数量为 5个元素的 数组。


arr[i][j] <==> *(arr+i)[j] <==> *(*(arr+i)+j)
// 先找行,再找此行的列


607636cacd0a40fa8bc9059a14b970eb.png


三、数组名的含义



结论


对于一维数组来说,数组名就是首元素的地址。

对于二维数组来说,数组名就是第一行数组的地址。


但有两个例外:


① sizeof(数组名),此时数组名表示整个数组,计算的是整个数组占用内存的大小。

② &数组名,此时数组名表示整个数组,取出的是整个数组的地址。


程序清单


#include <stdio.h>
int main() {
  int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
  printf("%p\n", arr);
  printf("%p\n\n", arr + 1); // 往后跳 4 个字节
  printf("%p\n", &arr[0]);
  printf("%p\n\n", &arr[0] + 1); // 往后跳 4 个字节
  printf("%p\n", &arr);
  printf("%p\n\n", &arr + 1); // 往后跳 40个字节
  printf("%d\n", sizeof(arr));
  printf("%d\n", sizeof(arr[0])); 
  //printf("%d", sizeof(&arr); // error
  return 0;
}


输出结果:


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注意事项:

从上面的四组数据来看,数组名在不同的场景下起到不同的作用。


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