C语言之数组

简介: C语言之数组

一、数组的概念

数组是⼀组相同类型元素的集合;

• 数组中存放的是1个或者多个数据,但是数组元素个数不能为0。

• 数组中存放的多个数据,类型是相同的。 数组分为⼀维数组和多维数组,多维数组⼀般比较多见的是⼆维数组。  

二、一维数组的使用

数组的创建

⼀维数组创建的基本语法如下:

type arr_name[常量值];

存放在数组的值被称为数组的元素,数组在创建的时候可以指定数组的大小和数组的元素类型。

• type 指定的是数组中存放数据的类型,可以是: char、short、int、float 等,也可以自定义的类型 • arr_name 指的是数组名的名字,这个名字根据实际情况,起的有意义就行。

• []中的常量值是⽤来指定数组的大小的,这个数组的大小是根据实际的需求指定就⾏。  

数组的初始化

有时候,数组在创建的时候,我们需要给定⼀些初始值值,这种就称为初始化的。 那数组如何初始化呢?数组的初始化⼀般使⽤⼤括号,将数据放在大括号中。

//完全初始化 
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
//不完全初始化 
int arr2[6] = {1};//第⼀个元素初始化为1,剩余的元素默认初始化为0 
//错误的初始化 - 初始化项太多 
int arr3[3] = {1, 2, 3, 4};

数组也是有类型的,数组算是⼀种⾃定义类型,去掉数组名留下的就是数组的类型。

int arr1[10];
int arr2[12];
char ch[5];

arr1数组的类型是 int [10]   arr2数组的类型是 int[12]  ch数组的类型是 char [5]  

数组的使用

C语⾔规定数组是有下标的,下标是从0开始的,假设数组有n个元素,最后⼀个元素的下标是n-1,下 标就相当于数组元素的编号,如下:

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

在C语言中数组的访问提供了⼀个操作符 [] ,这个操作符叫:下标引⽤操作符。有了下标访问操作符,我们就可以轻松的访问到数组的元素了,⽐如我们访问下标为7的元素,我们就 可以用 arr[7] ,想要访问下标是3的元素,就可以使用arr[3] ,如下代码:

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

数组的输入和输出

使⽤for循环产生0~9的下标,接下来使用下标访问和输入。

#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++)
  {
    scanf("%d", &arr[i]);
  }
  for(i=0; i<10; i++)
  {
    printf("%d ", arr[i]);
  }
  return 0;
}

三、一维数组在内存中的存储

依次打印数组元素的地址:

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("&arr[%d] = %p\n ", i, &arr[i]);
 }
 return 0;
}

从输出的结果分析,数组随着下标的增⻓,地址是由⼩到⼤变化的,并且我们发现每两个相邻的 元素之间相差4(因为⼀个整型是4个字节)。所以我们得出结论:数组在内存中是连续存放的。

四、sizeof计算数组元素个数

sizeof 中C语言是⼀个关键字,是可以计算类型或者变量大小的,其实 sizeof 也可以计算数组的大小。

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

这⾥输出的结果是40,计算的是数组所占内存空间的总大小,单位是字节。

数组中所有元素的类型都是相同的,那只要计算出⼀个元素所占字节的个数,数组的元素个数就能算出来。这里选择第⼀个元素算大小就可以。

#include <stido.h>
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 printf("%d\n", sizeof(arr[0]));//计算⼀个元素的⼤⼩,单位是字节 
 return 0;
}

接下来就能计算出数组的元素个数:

#include <stido.h>
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 printf("%d\n", sz);
 return 0;
}

五、二维数组的使用

数组的创建

type arr_name[常量值1][常量值2];
例如:
int arr[3][5];
double data[2][8];

3表示数组有3行 • 5表示每一行有5个元素

• int表示数组的每个元素是整型类型

• arr是数组名,可以根据需要指定名字

数组的初始化

在创建变量或者数组的时候,给定⼀些初始值,被称为初始化

不完全初始化

int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};

完全初始化

nt arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};

按照行初始化

nt arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};

初始化时省略行,但是不能省略列

int arr5[][5] = {1,2,3};
int arr6[][5] = {1,2,3,4,5,6,7};
int arr7[][5] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};

数组的使用

其实⼆维数组访问也是使用下标的形式的,⼆维数组是有行和列的,只要锁定了行和列就能唯⼀锁定 数组中的⼀个元素。C语言规定,⼆维数组的行是从0开始的,列也是从0开始的,如下所示:

int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};

图中最右侧绿⾊的数字表示号,第⼀行蓝色的数字表示列号,都是从0开始的,比如第2行,第4列,快速就能定位出7。

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

⼆维数组的输入和输出

只要能够按照⼀定的规律产生所有的行和列的数字就行;以上⼀段代码中的arr数组为例,行的选择范围是0~2,列的取值范围是0~4,所以可以借助循环实现生成所有的下标

#include <stdio.h>
int main()
{
 int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
 int i = 0;//遍历⾏ 
 //输⼊ 
 for(i=0; i<3; i++) //产⽣⾏号 
 {
 int j = 0;
 for(j=0; j<5; j++) //产⽣列号 
 {
 scanf("%d", &arr[i][j]); //输⼊数据 
 }
 }
 //输出 
 for(i=0; i<3; i++) //产⽣⾏号 
 {
 int j = 0;
 for(j=0; j<5; j++) //产⽣列号 
 {
 printf("%d ", arr[i][j]); //输出数据 
 }
 printf("\n");
 }
 return 0;
}

输⼊和输出的结果

六、二维数组在内存中的存储

像⼀维数组⼀样,二维数组在内存中的存储方式,我们也是可以打印出数组所有元素的地址的。 代码如下:

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

输出的结果

从输出的结果来看,每⼀行内部的每个元素都是相邻的,地址之间相差4个字节,跨行位置处的两个元素之间也是差4个字节,所以⼆维数组中的每个元素都是连续存放的。  

七、C99中的变长数组

在C99标准之前,C语言在创建数组的时候,数组大小的指定只能使用常量、常量表达式,或者如果初始化数据的话,可以省略数组大小。

int arr1[10];
int arr2[3+5];
int arr3[] = {1,2,3};

这样的语法限制,让我们创建数组就不够灵活,有时候数组⼤了浪费空间,有时候数组⼜⼩了不够⽤ 的。

C99中给⼀个变长数组(variable-length array,简称 VLA)的新特性,允许我们可以使用变量指定 数组大小

int n = a+b;
int arr[n];

上面示例中,数组 arr 就是变长数组,因为它的长度取决于变量 n 的值,编译器没法事先确定,只 有运行时才能知道 n 是多少。 变⻓数组的根本特征,就是数组长度只有运行时才能确定,所以变长数组不能初始化。它的好处是程序员不必在开发时,随意为数组指定⼀个估计的长度,程序可以在运行时为数组分配精确的长度。有 ⼀个比较迷惑的点,变长数组的意思是数组的大小是可以使用变量来指定的,在程序运行的时候,根据变量的大小来指定数组的元素个数,而不是说数组的大小是可变的。数组的大小⼀旦确定就不能再 变化了。 在VS2022上,虽然支持大部分C99的语法,没有⽀持C99中的变⻓数组,没法测试;下面是在gcc编译器上测试。

#include <stdio.h>
int main()
{
 int n = 0;
 scanf("%d", &n);//根据输⼊数值确定数组的⼤⼩ 
 int arr[n];
 int i = 0;
 for (i = 0; i < n; i++)
 {
 scanf("%d", &arr[i]);
 }
 for (i = 0; i < n; i++)
 {
 printf("%d ", arr[i]);
 }
 return 0;
}

第⼀次测试,我给n中输⼊5,然后输⼊5个数字在数组中,第⼆次测试,我给n中输⼊10,然后输⼊10个数字在数组中,并正常输出

八、总结

定义和声明:

• 使用特定类型和元素个数来定义数组。

特点:

• 元素具有相同的数据类型。

• 元素在内存中是连续存储的。

访问元素:

• 通过索引来访问数组中的元素,索引从 0 开始。

初始化:

• 可以在定义时进行初始化。

常见操作:

• 遍历数组。

• 赋值给数组元素。

优点:

• 方便高效地处理一组相同类型的数据。

• 适合批量数据的存储和操作。

注意事项:

• 要注意数组越界问题,避免访问超出数组范围的元素。

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