C语言中的数组(详解)

简介: 数组可以说是目前为止讲到的第一个真正意义上存储数据的结构。

【前言】


数组可以说是目前为止讲到的第一个真正意义上存储数据的结构。


虽然前面学习的变量也能存储数据,但变量所能存储的数据很有限。不仅如此,数组和指针(后续会讲)是相辅相成的,学习数组可以为学习指针打下基础。


注!!!

由于本文讲解的数组需要用到自定义函数的概念,没有学习的小伙伴可以查看函数的讲解:C语言中的函数


一、一维数组

1.一维数组的创建

一维数组的定义方式如下:


类型说明符 数组名[常量表达式];
例:int arr[5];

它表示定义了一个整型数组,数组名为 arr,定义的数组称为数组 arr。

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。(作者用的编译器是VS2019不支持C99标准)


2.数组的初始化

所谓数组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。

下面举出数组初始化的情况:


//整形数组
int arr1[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };//完全初始化
int arr2[5] = { 1, 2 };//不完全初始化
int arr3[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
int arr4[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
//字符型数组
char arr5[] = {'a','b','c'};
char arr6[] = "abcdef"

我们可以打印出来看一下

338ed9504fb8442493ee98bac3daedcf.png


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,即arr[0]为数组首元素,arr[4]为最后一个元素。

我们来做一道题目:输入十个数字,并将它们打印出来。


#include <stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  //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;
  }
  for (i = 0; i < 10; ++i)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

代码中 sizeof(arr)表示计算整个数组arr的大小,而sizeof(arr[0])表示计算数组中首元素的大小(随便计算一个元素就行,因为每个元素的大小都是相等的,这里是选取了首元素),所以sz就是数组元素的个数。


4.一维数组在内存中的存储

接下来我们探讨数组在内存中的存储

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;
}

输出结果如下:

fa1c133850cf45e39bba7793846bfd28.png


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。

由此可以得出结论:数组在内存中是连续存放的。


4f8ccff1c8424930ac2b6d01d181b6fe.png

二、二维数组

1.二维数组的创建

//数组创建
int arr[3][4];//创建一个3行4列的整形二维数组
char arr[3][5];//创建一个3行5列的整形二维数组
double arr[2][4];//创建一个2行4列的浮点型形二维数组

2.二维数组的初始化

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

我们打印出来看一下:

33dfe7565a504dba987c28bd517f54b6.png


3.二维数组的使用

二维数组的使用和一维数组一样也是通过下标的方式。

看代码:


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

运行结果:

34a625ce77c840d0a34e96560bf00e1a.png


4.二维数组在内存中的存储

和一维数组一样,这里我们试着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;
}

运行结果:


6bd83e1574c74a30aca5e08402d0653c.png

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。


a82b344c5a864ec7affd9170b3cdbeb9.png

三、数组越界

我们知道数组的下标是有范围限制的。

数组的下标规定是从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,

所以我们在写代码时,最好自己做越界的检查。

例:

#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;
}

注意:二维数组的行和列也存在越界。


四、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(这里要讲算法思想)函数将一个整形数组排序。


补充:什么是冒泡排序?


它重复地走访过要排序的元素列,依次比较两个相邻的元素,如果顺序(如从大到小、首字母从Z到A)错误就把他们交换过来。 走访元素的工作是重复地进行,直到没有相邻元素需要交换,也就是说该元素列已经排序完成。

比如将10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 这十个元素前后依此交换最后变成9 8 7 6 5 4 3 2 1 10为一次冒泡排序,重复此类操作,最后变成1 2 3 4 5 6 7 8 9 10就算完成了冒泡排序。


1.冒泡排序

我们来实现一个冒泡排序:输入十个数3 1 7 5 8 9 0 2 4 6,要求顺序打印。


函数定义


#include <stdio.h>
//自定义一个冒泡排序函数bubble_sort
void bubble_sort(int arr[])
{
  //设置整形变量sz即为数组元素的个数
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz - 1; i++)//所有元素顺序排完后要完成的次数
    {
        int j = 0;
        //每相邻两个元素比较的总次数(逐次递减,所以要-i)
        for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
              //相邻两元素交换
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
    }
}

代码设计


int main()
{
    int arr[] = { 3,1,7,5,8,9,0,2,4,6 };
    bubble_sort(arr);//将实参arr传到形参arr[]进行函数的执行
    for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);//依次打印顺序后数组的每个元素
    }
    return 0;
}

运行结果

478a4905666e4f61aaa0f38143f69dee.png


惊不惊喜,意不意外。我们再检查检查代码!


有人就要说了,诶,这也没毛病呀!啥情况啊!


出问题,那我们找一下问题,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?


2.数组名是什么?

数组名就是地址,通常来说:数组名是数组首元素的地址


代码示例


#include<stdio.h>
int main()
{
  int arr[10] = { 0 };
  printf("%p\n", arr);
  printf("%p\n", &arr[0]);
  return 0;
}

运行结果

06e174f0b94d46a18d2c29cfe024ee1f.png


可以看出数组名就是数组首元素的地址


但是,如果是这样的话,那么sizeof(arr)的大小应该等于4或者8呀,我们看下是不是呢

30a94fd1b9af4741b19c3dd01b14e9df.png

很明显不是,那是为什么呢?


这里有两个例外


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。


3.代码修正

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。


所以正确的代码应该是

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

运行结果


当当当当,终于成功啦!!!🎉🎉🎉


866dd5db973a403bb00c73d9286b6d7d.png

好了,关于C语言中的数组就讲到这里啦!

在学完函数和数组之后我们就可以设计三子棋和扫雷程序代码了,后续我将会在代码小游戏专栏里面发布游戏代码设计,大家想看的可以订阅一下,敬请期待吧!

拜拜啦!

相关文章
|
17天前
|
存储 人工智能 程序员
一文彻底搞明白C语言的数组
本文详细介绍了C语言中的数组,包括定义、初始化(静态与动态)、存储方式、访问方法及常用操作,如遍历、修改元素和作为函数参数传递。数组是C语言中最基本的数据结构之一,掌握它对编程至关重要。下篇将介绍二维数组,敬请期待!
29 0
一文彻底搞明白C语言的数组
|
3月前
|
传感器 算法 安全
【C语言】两个数组比较详解
比较两个数组在C语言中有多种实现方法,选择合适的方法取决于具体的应用场景和性能要求。从逐元素比较到使用`memcmp`函数,再到指针优化,每种方法都有其优点和适用范围。在嵌入式系统中,考虑性能和资源限制尤为重要。通过合理选择和优化,可以有效提高程序的运行效率和可靠性。
250 6
|
4月前
|
存储 缓存 算法
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式
在C语言中,数据结构是构建高效程序的基石。本文探讨了数组、链表、栈、队列、树和图等常见数据结构的特点、应用及实现方式,强调了合理选择数据结构的重要性,并通过案例分析展示了其在实际项目中的应用,旨在帮助读者提升编程能力。
109 5
|
4月前
|
存储 程序员 编译器
C 语言数组与指针的深度剖析与应用
在C语言中,数组与指针是核心概念,二者既独立又紧密相连。数组是在连续内存中存储相同类型数据的结构,而指针则存储内存地址,二者结合可在数据处理、函数传参等方面发挥巨大作用。掌握它们的特性和关系,对于优化程序性能、灵活处理数据结构至关重要。
|
4月前
|
存储 C语言 计算机视觉
在C语言中指针数组和数组指针在动态内存分配中的应用
在C语言中,指针数组和数组指针均可用于动态内存分配。指针数组是数组的每个元素都是指针,可用于指向多个动态分配的内存块;数组指针则指向一个数组,可动态分配和管理大型数据结构。两者结合使用,灵活高效地管理内存。
|
4月前
|
存储 NoSQL 编译器
C 语言中指针数组与数组指针的辨析与应用
在C语言中,指针数组和数组指针是两个容易混淆但用途不同的概念。指针数组是一个数组,其元素是指针类型;而数组指针是指向数组的指针。两者在声明、使用及内存布局上各有特点,正确理解它们有助于更高效地编程。
|
4月前
|
存储 人工智能 算法
数据结构实验之C 语言的函数数组指针结构体知识
本实验旨在复习C语言中的函数、数组、指针、结构体与共用体等核心概念,并通过具体编程任务加深理解。任务包括输出100以内所有素数、逆序排列一维数组、查找二维数组中的鞍点、利用指针输出二维数组元素,以及使用结构体和共用体处理教师与学生信息。每个任务不仅强化了基本语法的应用,还涉及到了算法逻辑的设计与优化。实验结果显示,学生能够有效掌握并运用这些知识完成指定任务。
86 4
|
5月前
|
存储 编译器 C语言
【c语言】数组
本文介绍了数组的基本概念及一维和二维数组的创建、初始化、使用方法及其在内存中的存储形式。一维数组通过下标访问元素,支持初始化和动态输入输出。二维数组则通过行和列的下标访问元素,同样支持初始化和动态输入输出。此外,还简要介绍了C99标准中的变长数组,允许在运行时根据变量创建数组,但不能初始化。
87 6
|
5月前
|
存储 人工智能 BI
C语言:数组的分类
C语言中的数组分为一维数组、多维数组和字符串数组。一维数组是最基本的形式,用于存储一系列相同类型的元素;多维数组则可以看作是一维数组的数组,常用于矩阵运算等场景;字符串数组则是以字符为元素的一维数组,专门用于处理文本数据。
194 9
|
5月前
|
存储 算法 C语言
C语言:什么是指针数组,它有什么用
指针数组是C语言中一种特殊的数据结构,每个元素都是一个指针。它用于存储多个内存地址,方便对多个变量或数组进行操作,常用于字符串处理、动态内存分配等场景。