0基础C语言保姆教学——第五节 数组
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一维数组的创建和初始化
一维数组的创建
一维数组的初始化
补充：
另外，这里作为一个知识的补充，我们说一下指定初始化器：
一维数组的使用
数组的边界
一维数组在内存中的存储
二维数组的创建和初始化
二维数组的创建
二维数组的初始化
二维数组的使用
二维数组在内存中的存储
我们在之前的介绍中，已经领悟这一点：数组是一组相同元素的集合。
那为什么会有数组？
试想，倘若我们想要创建100个整形变量，难道要一个一个创建吗？那岂不是太麻烦了？
于是乎，就诞生了数组。
一维数组的创建和初始化
一维数组的创建
那么，数组创建的语法形式是怎么样的呢？
以一维数组为例：
简而言之，是这个样子的：
这里的type_f 指的是数组里的元素类型
arr_name是数组名
const_n是一个常量表达式，用来指定数组的大小。注意，这里不可以是负数。
我们来看：假设这样一个代码：
char arr2[5] ;
如上所示，这里的arr2为数组名，数组里有5个char类型元素。
那么，我们的数组的方括号里[ ]的值一定得是常量表达式吗？
就比如说，我这么创建可以吗？
int n = 3; int a[n];
与上面创建方式的区别在于，我们数组a里面的n是一个变量。
那么，这样的创建方式可以吗？
我们可以来看一下：
由上图可知，在vs2019中，会报错，而且报错的理由就是表达式必须要含有常量值。哪怕你是const修饰的变量。（下面我们会讲到：const修饰的变量具有常变量属性）
但是，我在这里给出答案：
在C99之前，这种写法是不允许的，而在C99之后，这种写法是允许的。而我们vs编译器的编译环境并不能很好的支持C99的语法，如果我们在gcc编译器或者其他对新语法更加支持的编译器下，这种写法是可以的。
我们在这里可以给大家演示一下：（不过我们会用到一系列还没有介绍过的东西，所以我们只要看结果就行，不用关注过程）
这是我们写的代码
这两个图片说明我们编译和运行成功。没有报错，那么就说明我们写的代码是正确的。
也就是说，这种写法是可以的。但必须说的是，在C99标准之后才支持这种写法。
需要注意一下的是，变长数组是不支持初始化的。并且变长数组也是不能用static、extern等关键字修饰的。
况且我们以后如果用变长数组一般都用动态开辟，直接用这样的变长数组还是很少的。
一维数组的初始化
什么叫做初始化？
可以理解为，就是在创建的时候，给上值。
就比如：
char arr2[5] = {'0','1','2','3','4'};
在这五个元素里，我分别给上了5个字符，作为数组的值。
创建好之后，我们在调试->监视的窗口下观察到。
如图所示，我们成功的在arr2的数组里面创建了5个char类型的元素。
那如果我在里面写的元素比5个还要多呢？显然，编译器会报错。
当然，这是初始化的一种方式。
还有另外一种方式，即数组的不完全初始化。
如图，我创建一个 arr2的数组的时候，我指定它有10个int大小的空间，但是，我只是初始化了1，2两个int ，那这样可以吗？
答案是可以的。
那会出现什么样的结果呢？
我们还是通过调试来看一下：
如图：第一个和第二个元素被初始化成了1和2，而后面的一众元素全都被默认初始化成了0。
这种初始化的方式叫做不完全初始化。
那么，如果我以后想把数组的元素全部置为0，就直接写int arr2[10] = { 0 };就完事了。
好，下面再介绍一种初始化的方式：
int a[] = { 1, 2, 3};
请问：这个数组还会是10个元素的大小吗？肯定不会是。
我们可以再来调试看看：
我们这个时候会发现，这个数组只有3个元素，并且它只对前面的3个元素进行了初始化。
所以，在初始化数组的时候，可以不指定数组的大小。但是操作系统会根据初始化的内容来自动开辟空间。
另外提一嘴：来看看我们下面两种初始化方式的差异：
char arr1[] = { 'a','b','c'};//方式1
char arr2[] = "abc"; //方式2
我们可以依然借助调试来看：
我们可以清楚的看到，arr2里是有4个元素，即字符a,b,c和\0；而在arr1中只有3个元素。
这是因为，“abc”是一个字符串，在字符串后面是默认含有一个‘\0'的。
我们可以来求一下这两个数组的大小：
我们可以清晰的看到，arr2的大小是4，而arr1的大小是3。单位都是字节。
我们之前还讲过一个strlen,我们如果用它来求，得到的会是什么结果呢？
我们来看：
如图：arr1打印出来的实际上是一个随机值，而arr2打印出来的是3。
原因是什么呢？那sizeof和strlen又有什么关系和区别呢？
今天，我们就和大家来把sizeof和strlen的关系探讨清楚：
1、首先，sizeof是一个操作符（或者叫运算符）；而strlen是库函数，使用时要引用头文件string.h
2、用途不同。sizeof是计算一个数组（或者其他类型）所占的空间大小，而strlen专门用于求字符串的长度，将’\0'前面的字符串的长度计算出来。
3、算的方法机制不同。sizeof不会受到'\0'等字符的影响，关注的是空间的大小，有多少空间就计算出多少空间。而strlen是遇到'\0'的时候才会停止，关注的是字符串的长度。并且也是在第一次遇到'\0'的时候就停止了。如果没有遇到'\0'，那么它将会是一个随机值（因为它会一直往后找，直到碰到'\0'）
补充：
另外，这里作为一个知识的补充，我们说一下指定初始化器：
它是另外一种数组初始化的方式。
需要注意的是，这种语法形式同样是在C99编译器之后才支持的，而我们前面说过，VS对C99的标准支持的不是那么好，所以这种初始化的方式在vs编译器下依然会报错。所以我们等会的举例在vscode的gcc环境中进行。
那么这种初始化是什么呢？
在传统的初始化数组中，必须要初始前一个元素，才能初始化下面的元素。
举个例子：
比如说int a[10];
就比如说，如果你想初始化a[5]为1，你必须先初始化a[5]前面的元素。
就是说，必须这样
int a[10] = { 0, 0, 0, 0, 0, 1};//传统是初始方法
那么如果指定初始化器来初始化这一个数组，那么我们可以这样：
int a[10] = {[5] = 1};//C99提供的初始化方法
这是什么意思呢？就是直接把下标为5的元素初始化为1。
那么a[5]前面和后面元素的初始化是怎么界定呢？
我们再来在gcc编译器上面尝试一下，这一次我们用vscode（因为在vs上C99支持的不是很好。）
如上图所示，我们将数组a以这种方式初始化，那么它的第六个元素（下标为5）被初始化成了1，而其他的都默认被初始化成了0。
而如果我们这样初始化：
可以看到，这样的初始化方式还有两个特性：
1、 如果初始化容器后面有更多的值，那么这些值将用于初始化指定元素后面的值。以上面的代码为例，[4]=31,30,31，那么第五个元素是31，后面的元素30，31就会默认放在第六个和第七个位置作为a[5]和a[6]的初始化的值。
2、如果再次初始化指定的元素，那么最后初始化的将取代之前的初始化。比如上面的[1]=29,那么会将原先第二个位置上的元素28改变成29。
那么这样如果这样初始化，会发生什么？
如果我们在[]内未指定元素的个数，那么编译器会自动把数组大小设置为足够装得下初始化的值。
那么，上面的代码所运行的结果就是
一维数组的使用
使用即可以访问并可以修改，即可读可写。
那么数组怎么样访问呢？
我们在之前介绍了 [ ] 这么一个下标引用操作符。
那么，我们就可以用 [ ]来对数组进行访问。
我们知道，数组的每个元素都是有编号的。并且下表是从0开始。
还是这张图，可以很清楚的反应出数组的元素和下标的关系。
那么，我想要打印出数组的第4个元素，该怎么做呢？
数组的第四个元素，下标为3，所以我们可以用array[3]来表示。
所以，上面的例子中，我们就用array[3]来表示数组array的下标为3的元素。
那我如果想把数组中的全部元素都打印出来，可以怎么办呢？
实际上，我们在前面的叙述中已经有渗透了。
如上图：
我们先把 数组的中元素的个数计算了出来（方法是用数组的大小除以数组每个元素的大小），然后再以for循环的方式将其一一打印了出来。
那我想在数组里面写入元素，应该怎么弄呢？
很简单，我们可以用scanf来实现：
如图，当我们输入1-10的时候，对应的元素就变成了我们输入的了。
同样的道理，数组的每个元素也是支持算术、赋值等运算的。
比如，还是刚刚那个数组，我们想要把所有的元素都乘以2，可以这样：
所以，这样的数组是可读可写的。
那如果有一天，我想让我的数组变成只可读的，就是说其他人不能够修改我的数组里的值，这个时候，我们可以怎么办呢？
这个时候，我们就会用到我们之前所说的一个关键字：const
const是什么？
我们在这里刚好可以和大家谈谈。我们如果一个变量int a=10;我们可以对变量a进行加减乘除的运算。因为这里的a是一个变量。但是，我们一旦加上了const修饰，那么就变成了只可读但是不可以写的变量了。
所以，总结一下上面所说的就是：如果一个变量被const修饰，它就变成了只读的属性。
有了上面的知识基础，我们就可以这样创建一个数组：
const int a[3] = { 0, 1, 2};
这样，我们的数组a中的每一个元素就变成了只能去访问而不能去修改的变量了。因为数组中的每一个元素的类型都是const int。
另外，在一个函数中，如果不想要形参被修改的话，可以用const来修饰，这样的话，会对变量起到一个保护的作用。
数组的边界
我们说，数组是有元素个数大小的。那么，如果我访问的元素超出了数组的元素的范围，结果会怎么样呢？
我们举个例子：
会发现，我们编译不会存在问题。那么我们运行呢？
可以看出，它是一个随机值。
因为当数组访问越界的时候，它其实只是内存中的一个随机的一块区域的值，而这一块区域我们并没有去使用它的权限，所以它实际上是内存上某一块区域的一个随机值。
那为什么会出现这样的情况？编译器会什么会让数组越界的情况发生而不会报错？
原因很简单，就是C对于程序员是足够信任的。所以，它相信程序员不会写出越界的数组，因此，就不再设置专门的步骤来检测数组是否越界。这样的好处是使得程序变得更加优化。不用每一次都去检验数组是否越界，从而会增加程序运行的速度。
一维数组在内存中的存储
这是为什么呢？
我们需要知道这样一个事情：数组在内存中的存储是连续的。而一个字节给一个地址编号。
所以，它们的地址是挨着的。
那为啥每相邻的元素的地址相差的是4，而不是1？
原因很简单，因为我们在数组中存储的每一个元素是int类型。每个int类型的空间占4个字节。
并且随着数组下标的增长，地址由小到大。
二维数组的创建和初始化
实际上，一维数组弄懂了，二维就很简单了，基本上都是”依此类推“。
二维数组的创建
我们如果创建了这样一个数组：
int a[3][4];
我们会发现，它似乎比我们刚刚所说的一维数组多了一个[ ]
那它是什么意思呢？
我们有这样两种方式来理解：
1、它实际上是一个矩阵。3行4列。
2、把它想象成是一个数组的数组。就是说，它实际上是数组int a[3]中含有4个元素，而这4个元素都是数组。
二维数组的初始化
类比着一维数组：
我们可以有一下几种初始化的方式：
最老实的一种，就是把每一个元素都一一列举出来。那么在创建这个数组的时候，就会默认先把一行布满，然后接着下一行去排列。
第二种，就是不完全初始化：
类比一维数组，二维数组也一样，如果在大括号里面所列举的元素的个数小于[ ]中的元素的个数，那么就在后面默认补0；
第三种初始化的方式，可以这样：
这样的话，第一行就被初始化成了1，然后第一行不足的补零；第二行、第三行同理。
另外，在初始化二位数组的时候，可以省略行数，但不可以省略列数。具体的原因等我们讲到指针的时候再来说。
二维数组的使用
二维数组的访问，同样是可以用下标的方式来实现：
比如，我想把上图中数组的每一个元素都打印出来，我们可以这样：
这里的a[i][j]表示的正是访问第i行第j列的元素
二维数组在内存中的存储
还以刚刚上面的数组举例，我们将它们的地址依次打印出来：
那么如果这样说的话，我们的二维数组就可以这样来理解：
（我们逻辑上的二维数组）
这个a[3][4]数组中，可以拆分为a[0],a[1],a[2]三个一维数组，然后每个一维数组中有4个int类型的元素
（实际空间中存储的二维数组）
其实，我们的C中还支持多维数组。比如三维数组就可以用int a[3][5][6]这样来表示。
但是，我们在实际应用中，其实很少会用到。一般最多用到二维数组。
到了C++之后，你会发现甚至数组用的都比较少了😀
关于数组与函数、数组与指针，我们将会在讲解完指针之后，专门开设一节，来说清楚三者之间的用法联系。
