C语言-数组

简介: C语言-数组

1. 数组的创建


数组是一组相同元素类型的集合。


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。


实例一:


int arr[10];这种创建方式是正确的


int count  = 10;
int arr[count] = {0};//这种创建方式是错误的


注意: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。但是visual studio编译器不支持变长数组。例如gcc编译器就支持c99中的变长数组。


2. 数组的初始化


数组的初始化是指,在创建数组时,给数组的内容一些合理的初始值。


实例二:


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";


注意:数组在创建的时候,如果不想指定数组的大小那么就必须要初始化。数组的元素个数根据初始化的个数内容来确定。但是要特别注意字符数组的情况。


实例三:


  • char arr1[] = {'a','b','c'};arr1数组中存放了三个单独的字符,arr1数组中就有三个元素。
  • char arr2[] = {"abc"};arr2数组中存放了一个字符串,由于字符串是以 '\0'结尾的,所以在字符串的末尾还包含了一个 ‘\0'字符,所以arr2数组中含有四个元素。


3. 一维数组的使用


对于一维数组的元素的访问,要用到 [](下标引用)操作符。


实例四:


#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;
}


实例四中,成功的对数组元素进行了赋值和打印。在赋值时,i的值最好设置成数组的大小,也就是 变量sz,尽量不要就写个常量10,这样在数组的元素个数变化时,sz也能跟着动态变化,比较方便。


总结:


  1. 数组的元素是通过下标进行访问的,下标是从0开始的。
  2. 数组的大小可以通过计算得到。


即:


int arr[10];
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);


4. 一维数组在内存中的存储


实例五:创建数组,并打印数组每个元素的地址。


#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;
}


运行结果:


faddf352bf61919dbbab869e980eee18_c231b03e13d24a0b860a65de22fd472c.png


通过对地址的观察,随着数组下标的增长,相应的元素的地址大小也呈上升趋势,并且其差值刚好就是数组中存放的元素类型的字节大小。(例如这里就是int类型的数组,那么每个元素的地址值的差值就是4)


由此得出结论:数组在内存中是连续存储的。并且随着下标的增长,数组的地址值越来越大,也就是,数组元素是由低地址到高地址增长的。


5. 二维数组的创建和初始化


二维数组的创建:


int arr[3][4];
char arr[3][5];
double arr[2][4];


注意:二维数组如果有初始化,行不能省略,但是列不能省略。


6. 二维数组的使用


二维数组的使用也是通过下标访问符([])进行访问的。


实例六:


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

运行结果:


02213c18125f98a2d915c2960d0ca6a3_cff6ffca13f04caeb6795719b022d8a1.png


通过分析,我们也能发现:其实二维数组在内存中也是连续存储的,所有的元素之间都是连续的。


6443a1489b845b40eaa3bcbb3245c087_44bdf6bce8c74df6abfe54e5ea786e86.png


7. 数组越界


  • 数组的下标是有范围限制的。
  • 所以数组的下标规定是从0开始的,最后一个元素的下标是数组的长度-1.(n-1)
  • 所以如果数组的下标小于0或者超过了n-1,就是数组越界访问了,超出了数组的合法空间的访问。
  • 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,程序员在写代码时,最好自己做越界检查。


#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;
}


当然,二维数组的行和列也可能存在越界。


8. 数组作为函数的参数


当我们将数组作为参数传递给函数时。比如:我要实现一个冒泡排序。


实例七:


#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 arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
    bubble_sort(arr);//是否可以正常排序?
    int i = 0;
    for(i=0; i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++)
   {
        printf("%d ", arr[i]);
   }
    return 0;
}

注意:这段代码是有问题的,调试进入 bubble_sort 函数内部 sz,是1。所以在函数体内部是不能计算数组的大小的。


9. 数组名的含义


实例八:


#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);
    //输出结果
    return 0;
}


运行结果:


bfc03ac658d313bdf35eccee86f2ede7_33e35f19b48040d2b1d41b9078fa43d3.png


结论:


数组名是数组首元素的地址。(有两个例子除外)。


那么,既然数组名是数组首元素的地址,那么:


int arr[10] = {0};
printf("%d\n", sizeof(arr));

为什么输出的结果是40呢?


  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,数组名表示整个数组。
  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。


除了上诉两种情况之外,所有的数组名都是表示数组的首地址。


10. 冒泡排序的正确实现


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。即使将冒泡函数的参数部分写成 int arr[]但其本质上仍然是 int * arr的类型。所以,函数内部的 sizeof(arr) 结果是4。


那么正确的形式该怎么写呢?我们可以在函数外部将数组的元素个数算出来再将其传给函数。


//方法2
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
    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 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;
}


这样就可以避免数组元素个数的计算问题。


11. 完结


本章的内容就到这里啦,若有不足,欢迎评论区指正,最后,希望大佬们多多三连吧,下期见!


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