【C/C++】数组的从无到有(下)

简介: 【C/C++】数组的从无到有(下)

正文


3.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。

例如:

#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;
}

数组越界访问,我们无法知道使用越界访问的空间是否存在危险,是否有其他作用。所以可能带来无法预料的后果。

这是一个曾难道万千程序员的难题:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int i = 0;
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    for (i = 0; i <= 12; i++)
    {
        arr[i] = 0;
        printf("hello world\n");
    }
    return 0;
}
//请问这串代码执行后的结果是什么?


令人意想不到的答案是:程序会死循环。

有的小伙伴可能想我之前一样绞尽脑汁都想不出为问题出在哪里,其实这就是因为数组越界访问引

起的,我们用画图来解释一下:

3.png


for循环中,i的内容是从0,一直增加到12,而数组只有10个空间,因此会越界

每次访问arr数组i号位置时,都会将该位置内容设置为0,当访问到arr[12]时,也会将该位置内容设置为0,而该位置恰好为i的位置,即a[12]恰巧将i设置为0,因此造成死循环。


4.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

整形数组排序。

那我们会这样使用该函数:


4.1冒泡排序的错误设计


//方法1:
#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;
}


当运行完上面代码后,我们发现该函数并不能帮我们完成任务。


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,不是把整个数组的传递过去?


这里我们就得认识一下数组名了。


4.2数组名是什么


我们用这样一段代码来查看:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
    printf("arr:       %p\n", arr);
    printf("&arr[0]:   %p\n", &arr[0]);
    printf("arr[0]:    %d\n", *arr);
    //输出结果
    return 0;
}

输出结果如下:

4.png

这里我们好像可以得出结论:


数组名是数组首元素的地址。

但如果数组名是首元素地址,那么:

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

这段代码输出结果为什么是40?

其实这句话有 两个例外:

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。


除此 1,2 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 1 错了,该怎么设计?

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

这样修改之后,我们就可以正常的使用这个函数了。

到这里数组的知识都介绍完了

本章完!

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