C 数组详解

在C语言中，数组是一种用于存储多个同类型数据的集合，其基本特性和使用方法如下：

1. 数组的定义和初始化

数组由一系列相同类型的元素构成，可以通过如下方式定义和初始化：

// 定义数组
int arr[5]; // 创建一个可以存储5个整数的数组

可以在定义时初始化数组：

int arr[5] = {
   1, 2, 3, 4, 5}; // 定义并初始化数组

如果省略数组大小，编译器会根据初始化列表的元素数量自动确定大小：

int arr[] = {
   1, 2, 3, 4, 5}; // 自动确定大小，大小为5

2. 数组索引

数组的索引从0开始，可以通过下标访问各个元素：

int first = arr[0]; // 访问第一个元素
arr[2] = 10; // 修改第三个元素的值为10

3. 多维数组

C语言支持多维数组，一般使用二维数组较为常见：

int matrix[3][4]; // 创建一个3行4列的二维数组

初始化二维数组的方式：

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

4. 数组与指针

数组名在表达式中通常被视为指向第一个元素的指针：

int *p = arr; // p指向数组的第一个元素

可以通过指针实现数组的遍历：

for (int i = 0; i < 5; i++) {
   
    printf("%d ", *(p + i)); // 通过指针访问数组元素
}

5. 数组的大小

可以使用sizeof运算符计算数组的大小（以字节为单位）：

size_t size = sizeof(arr); // 数组的总字节数
size_t length = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 数组中元素的个数

6. 数组的传递

在C语言中，数组不能直接作为函数参数传递，实际上传递的是指向数组第一个元素的指针：

void function(int arr[], int size) {
   
    for (int i = 0; i < size; i++) {
   
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

int main() {
   
    int arr[] = {
   1, 2, 3, 4, 5};
    function(arr, 5); // 传递数组
}

7. 数组的限制

• 数组的大小在定义时必须是常量（不可变量），不能在运行时动态改变。
• 数组元素之外的访问会导致未定义行为（如越界）。
• C语言不提供数组的内置边界检查，因此访问边界外的元素可能导致程序崩溃或数据错误。

8. 常见操作

• 遍历：使用循环结构访问和修改数组元素。
• 排序：可以使用冒泡排序、选择排序等经典算法对数组进行排序。
• 查找：可以实现线性查找或二分查找等算法来查找数组中的元素。

9. 嵌套数组和结构体

可以将数组嵌套在结构体中，增加数据的复杂性：

typedef struct {
   
    char name[30];
    int scores[5];
} Student;