【C语言】数组

简介: 【C语言】数组

一维数组的创建和初始化


1.数组的创建


 在之前,我们已经学习了怎么创建一个变量。那现在我们有一组相同类型的变量都想存储起来,那这就要借助数组了。数组是一组相同类型元素的集合。


数组的创建方式:


1. type_t  arr_name  [const_n];
2. //type_t 是指数组的元素类型
3. //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:


  int arr[10] = { 0 };
  char ch[10] = { 0 };


 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。vs2019和vs2022都不支持C99标准的变长数组,但是很多OJ刷题平台是支持的。


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。如下图所示:


int arr1[10] = {1,2,3};//不完全初始化,前三个元素分别为1 2 3,其余元素为0
int arr2[] = {1,2,3,4};//不指定元素个数,通过初始化内容来确定元素个数为4
int arr3[5] = {1,2,3,4,5};//完全初始化
char arr4[10] = "abc"; //元素个数为10 a b c 0 0 0 0 0 0 0
char arr5[] = {'a','b','c'};//元素个数为3
char arr6[] = "abcdef";//元素个数为7,还有一个元素为'\0'


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。见下图:


1. char arr1[] = "abc";
2. char arr2[3] = {'a','b','c'};


c081ab7d2af94586b88ada4d967c5042.png


 注意:arr1数组的元素个数是4,而arr2数组的元素个数是3。


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。


代码示例:


#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++)
  {
    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。


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


4.一维数组在内存中的存储


 接下来我们一起学习一下数组在内存中的存储。见下方代码:


代码示例:


#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:

7fec778065fd4f819b7d5f5918a9d3b8.png

二维数组的创建和初始化


1.二维数组的创建


 二维数组的创建跟一位数组的创建非常相似,见下图代码:


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

2.二维数组的初始化


  //数组初始化
  int arr1[3][4] = { 1,2,3,4 };
  int arr2[3][4] = { {1,2},{4,5} };
  int arr3[][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

000f2336feda44daa2ab29481b726251.png


3.二维数组的使用


 二维数组也是通过下标引用操作符来访问数组中的每一个元素的。


代码示例:


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


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的地址,来看一看二维数组在内存中的存储。


代码示例:


#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:


899450ca37ae41188efe85867f5148b4.png


2b87bd51b34e49dbbbccc99fcdbf8111.png


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。


错误代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
  int i = 0;
  int j = 0;
  for (i = 0; i < 3; i++)
  {
    for (j = 0; j < 5; j++)
    {
      printf("%d ", arr[i][j]);
    }
    printf("\n");
  }
  return 0;
}


输出结果:

8ba6f5f2d08541e58c327fc5c3bc1beb.png


代码分析:

2c1f61e6aadc4c3bac231cb5b5aa0c97.png


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函数将一个整形数组升序排序。


1.冒泡排序函数的错误设计


冒泡排序实现思路:


5ec9c98a8d0b4efea9611effe40f2dd3.png


错误代码示例:


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


输出结果:


5e8feb2f7b0844e08f1d0a9ac2bbea36.png


 我们可以看到,打印的结果还是原来的那个数组,为什么会这样呢?请看下方的代码分析:


代码分析:


a2d856d4d90747bb981424844d97459b.png


2.冒泡排序函数的正确设计


 现在我们已经知道上面的代码错在哪里了,现在我们就来修改一下啦!


代码示例:


#include <stdio.h>
//冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序
void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
  //数组元素个数不能在函数内部求
  int i = 0;
  int j = 0;
  //冒泡排序的趟数
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
    //一趟冒泡排序
    for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
    {
      //相邻元素比较
      if (arr[j] > arr[j + 1])
      {
        //交换相邻元素
        int temp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = temp;
      }
    }
  }
}
int main()
{
  int arr[10] = { 10,9,8,7,6,5,4,3,2,1 };
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  //要对数组进行升序排序
  bubble_sort(arr,sz);
  //数组传参的时候,写的是数组名,数组名本质是数组首元素的地址
  //那么数组的形参就应该是指针变量来接收
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


输出结果:

f78b0c3dd4bc4184b7e7198990518e3c.png


3.数组名是什么


 在上面,我们说到数组名是数组首元素的地址。其实这样说并不准确,因为还有两个意外。


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。

3.除此之外,数组名均表示数组首元素的地址。


代码示例:


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


输出结果:

b6239fdf024f4038b590a412ed90ce45.png

代码分析:

1c2826f3119c4c1cb30f9da49bee52ee.png


4.指针和数组的关系


 我们知道,在很多时候,数组名表示的是数组首元素的地址,而地址可以存放在指针变量。这似乎指针和数组也着某种天然的联系,我们就不得不了解一下指针和数组的关系了。


代码示例:


#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  int* p = arr;//数组名表示数组首元素的地址
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", *(p + i));
  }
  return 0;
}


输出结果c3b284e8b9eb4cf78b0ef625e774d34f.png


通过上面的输出结果,我们发现好像可以通过指针来找到数组中的元素。是不是呢?其实是的。


解释如下:


//因为p存放的是数组首元素的地址,p+i表示数组第i+1个元素的地址
//对其进行解引用操作就可以找到数组第i+1个元素了
//其实在某种程度上,可以说指针p就是arr
//拓展:
//arr[i] <==> *(arr+i) <==> *(i+arr) <==> i[arr]
//<==> *(p+i) <==> p[i] <==> i[p]
//因为[]是一个操作符,arr和i都是它的操作数,可以调换位置


 这些只是指针和数组比较基础的关系,如果想要更加地深入了解数组和指针,可以看博主之前的一篇文章:【C语言】指针内容全篇


 以上就是本篇博客的全部内容了,如果大家觉得有收获的话,可以点个三连支持一下!谢谢大家啦!


结语


每个优秀的人都有一段沉默的时光,那段时光是付出了很多努力却得不到结果的日子,我们把它叫做扎根。


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