C语言数组详解

简介: C语言数组详解

1.一维数组的创建和初始化

数组的概念:数组是一组相同类型元素的集合。

1.1一维数组的创建

创建格式:

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

创建时常遇到的错误:

1.数组大小是个变量

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以上是在Visual Studio 2022中的情况,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。在支持c99标准的编译器下是可以运行的,并不会出现报错。

2.创建数组时既不给数组指定大小也不初始化

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可见上图中的数组arr的创建会报错,但是brr没有,这是因为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。数组的元素个数会根据初始化的内容来确定。

1.2一维数组的初始化

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(初始化)。

代码举栗:

int arr1[3] = { 1,2,3 };
int arr2[10] = { 1,2,3 };
int arr3[] = { 1,2,3 };
char arr4[3] = { 'a',98,'c' };
char arr5[] = { 'w','q','r' };
char arr6[] = "wqr";

int arr2叫不完全初始化

6b483297737a47988d7fac2bd1a14295.png

这里我们可以看出数组中存放的是1230000000000,这是因为我们初始化了数组的大小为10个元素,但是只初始化了前3个元素,初始化不完全,剩下的元素编译器会自动给其初始化为0。

下面我们来看看 char arr5char arr6的区别

84098e2cdd3c48159ee7826e6d322abd.png从上图我们可以看出,arr5中有三个元素而arr6中有4个元素,这是因为用arr6这种方式初始化字符串,后面会默认有个'\0'。

2.一维数组的使用

对于数组的使用我们会用到下标引用操作符:[ ],其实它就是数组访问的操作符

我们来看代码:

#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
  //数组下标:0~9
  int i = 0;
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//计算数组大小
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);//arr[i]表示数组的一个元素,而不是创建数组
  }
  return 0;
}
//输出打印1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

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。

3.一维数组在内存中的存储

我们打印一个数组的地址来观察数组在内存中的存储方式:

2eeda83b81314734866c8d3aae8319fd.png

由这段代码我们发现,随着下标的增长,元素的地址都是隔了四个字节的大小,刚好是一个整型的大小,可见:随着下标的增长数组在内存中是连续存放的,地址也是由低地址到高地址变化

4.二维数组的创建和初始化

4.1二维数组的创建

创建格式:

//前面是行,后面是列
int arr[3][4];//3行4列的数组
char arr[3][5];
double arr[2][4];

4.2二维数组的初始化

代码举栗:

int arr1[3][4] = {1,2,3,4,5};
int arr2[3][4] = {{1,2,3},{4,5}};

我们首先来看arr1arr2两种写法的区别:

c8d3555ba26343dfa0cc12276a360e42.png

arr1我们定义了一个3行4列的数组,这里我们又可以确定数组在内存中是连续存放的,从行到列依次顺序排列,多余的空间默认初始化为0,arr2 这种写法是先初始化了每行的元素,第一行前三个元素为1,2,3,第二行前两个元素为4,5其余的默认初始化为0。

下面我们再来看几个二维数组初始化会发生的错误:

int arr3[][4] = {1,2,3};//OK
int arr4[][] = {1,2,3};//err
int arr5[3][] = {1,2,3};//err

这里只有arr3是正确的,由此我们得出结论:二维数组如果有初始化,行可以省略,列不能省略

5.二维数组的使用

和一维数组一样,二维数组的使用也是通过下标的方式。

我们直接上代码:

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

6.二维数组在内存中的存储

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通过上图的我们可以得知,二维数组在内存中也是连续存储的。

3c7542af38f04a43a8c1fad9722ad5aa.png

从上面这个图我们就可以将二维数组当成一维数组来理解

7.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。

我们通过代码来观察越界现象:

一维数组越界访问

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二维数组越界访问

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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。

8.数组作为函数的参数

往往我们在写代码的时候,会将数组作为参数传个函数,那么怎样实现呢?下面我们拿冒泡排序为例:

8.1冒泡排序

冒泡排序的思想:两两相邻的元素进行比较,对数组进行升序

dc460d46cd7045fa83009a5db861def5.png由上图我们可以得到规律:

冒泡排序总趟数 = 元素个数 - 1    

每趟交换的次数 = 总趟数 - 1 - i (i :0 ~ 总趟数 - 1)

知道了这些下面我们就可以代码实现了:

#include<stdio.h>
void bubble_sort(int* arr,int sz)
{
  //求冒泡排序趟数
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
    //一趟冒泡排序
    int j = 0;
    for(j = 0;j<sz-1-i;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] = { 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
  int arr[10] = {1,5,9,3,6,4,7,0,2,8};
  //求数组元素个数
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
  //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
  //传参的时候,传递的就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
  bubble_sort(arr, sz);
  //打印
  int i = 0;
  for (i = 0; i < sz; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

想必大家对这里函数用指针接收有些疑惑,为什么不能直接写成void bubble_sort(int arr[]) 呢,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?下面请大家带着疑惑来听我讲一讲什么是数组名。

9.数组名是什么

我们直接打印数组名来解释:


a3205ac5c0984e6899e7e7efbc5c0431.png

这样一看,我们发现数组名的地址和数组首元素的地址是相同的,对数组名解引用我们也得到了数组首元素的值,这不就恍然大悟了,我们得到结论:数组名是数组首元素的地址(一般情况下)

不过这里有两个例外:

1.sizeof(数组名),计算的是整个数组的大小,单位是字节,sizeof内部单独放一个数组名,数组名表示整个数组。

18141ab9ebd3467cbbef51b7d9f43fa3.png

这里我们可以发现sizeof(arr)计算的就是整个数组的大小

2.&数组名,数组名表示整个数组,取出是整个数组的地址

0b7905772c7a4d2caabd7144a47635aa.png

好了以上就是C语言数组的全部内容了,看到这里想必友友们对数组的理解又通透了点儿,对您有帮助的话不妨来个三连加关注支持一下,后期会持续更新C语言干货!

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