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

1.1 数组的创建

数组是一组相同类型元素的集合。

数组创建的实例:

//代码1
int arr1[10];
//代码2
int count = 10;
int arr2[count];//数组时候可以正常创建?
//代码3
char arr3[10];
float arr4[1];
double arr5[20];


注: 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。

1.2 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(初始化)。

代码实例:

int arr1[10] = {1,2,3};//不完全初始化,剩余的默认初始化为0
int arr2[] = {1,2,3,4};//不给定大小数组会根据初始化的内容来确定大小
int arr3[5] = {1,2,3,4,5};//完全初始化
char arr4[3] = {'a',98, 'c'};
char arr5[] = {'a','b','c'};
char arr6[] = "abc";


实际操作说明char arr5[]与char arr6[]的区别

1.3 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。

我们来看代码:

#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。
  3. 数组也是有类型的

int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//计算数组大小


1.4 一维数组在内存中的存储

打印地址来看他在数组中是如何存储的

看代码:

#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;
}

仔细观察输出的结果,我们知道,随着数组下标的增长,元素的地址,也在有规律的递增。每两个相邻的地址间差四个字节。

由此可以得出结论:数组在内存中是连续存放的。


代码二:

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

运行结果:

如果p是起始位置那么p+i是从起始位置逐一增加从而逐渐查找,如下图所示


那么,如果我们想要把数组里的元素全部打印出来,可以通过对指针的解引用来查询

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


2. 二维数组的创建和初始化

2.1 二维数组的创建


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

2.2 二维数组的初始化

#include <stdio.h>

int main()

{

int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };

printf(“%d\n”, arr1[1][2]);

return 0;

}

//数组初始化
int arr[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};//完全初始化
int arr[3][4] = {{1,2},{4,5}};//不完全初始化
//{1,2}放第一行,{4,5}放第二行,以此类推
int arr[][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


2.3 二维数组的使用

二维数组的使用也是通过下标的方式。

看代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
  printf("%d\n", arr1[1][2]);
  return 0;
}


二维数组的下标的行和列也是从0开始,找到行和列的下标从而找到元素

访问二维数组的每个元素

代码演示:

#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
  int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)//0 1 2
    {
      int j = 0;
      for (j = 0; j < 4; j++)
      {
        printf("%2d ", arr1[i][j]);
        //%2打印两位右对齐,%-2d左对齐
      }
      printf("\n");
    }
    return 0;
}


2.4 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。

#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;
}


打印结果:

通过结果我们可以分析到,其实二维数组在内存中也是连续存储的。

如果把二维数组的每一行看成一个一维数组,那么每一行的一维数组也是有数组名的

arr[0]是第一行的数组名,arr[1]是第二行的数组名,以此类推

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

代码说明:


#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;
}


运行结果错误,因为下标的访问越界了,但是编译器没有报错

二维数组的行和列也可能存在越界。

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。

4.1 冒泡排序

冒泡排序思想: 相邻两个元素进行比较,将较大的数向后移动,较小的数向前移动

具体图文解释:

一次冒泡排序,把最大的数找到并固定在右边(冒泡排序为升序)

数组名是什么?

看代码:


#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

结论:

数组名是数组首元素的地址。(有两个例外)

  1. sizeof(数组名),数组名如果单独放在sizeof内部,这里的数组名表示整个数组,计算的是整个数组的大小
    例如:
  1. 此代码输出结果为40
  2. &数组名,这里的数组名表示整个数组,取出的是整个数组的地址
    除此之外,遇到的所有的数组名都是数组首元素的地址

排序代码:

#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[], int sz)
    //因为数组传参传的是地址,所以int arr[] 表示的依然是一个指针: int *arr 
{
  int i = 0;
  //冒泡排序的趟数
  for (i = 0; i < sz - 1; i++)
  {
    //一趟冒泡排序的过程
    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[] = { 3,1,5,9,2,4,7,6,8,0 };
  //排序 - 升序
  //冒泡排序
  int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
  bubble_sort(arr, sz);//arr是数组首元素的地址
  //只传数组不传元素个数进去,这种算法结果是错误的
  int i = 0;
  for (i = 0; i < 10; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}


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