【C语言初阶】数组

目录

一、一维数组的创建和初始化

1.1?数组的创建

1.2 数组的初始化

1.3 一维数组的使用

1.4 一维数组在内存中的存储

二、二维数组的创建和初始化

2.1 二维数组的创建

2.2 二维数组的初始化

2.3 二维数组的使用

2.4 二维数组在内存中的存储

三、数组越界

四、数组作为函数参数

4.1 冒泡排序函数的错误设计

4.2 数组名是什么？

4.3 冒泡排序函数的正确设计

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一、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。

数组的创建方式：

type_t ? arr_name ? [const_n];
//type_t 是指数组的元素类型
//const_n 是一个常量表达式，用来指定数组的大小

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）。

看代码：

int arr1[10] = {1,2,3};
int arr2[] = {1,2,3,4};
int arr3[5] = {1，2，3，4，5}；
char arr4[3] = {'a',98, 'c'};
char arr5[] = {'a','b','c'};
char arr6[] = "abcdef";

????????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。数组的元素个数根据初始化的内容来确定。

????????但是对于下面的代码要区分，内存中如何分配。

char arr1[] = "abc";
char arr2[3] = {'a','b','c'};

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++)//这里写10，好不好？
        {
            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。

#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;
}

????????2. 数组的大小可以通过计算得到。

int arr[10];
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

1.4 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。

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;
}

输出结果如下：

????????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。

二、二维数组的创建和初始化

2.1 二维数组的创建

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

2.2 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

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 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;
}

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;
}

输出的结果是这样的：

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。

三、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。

#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;
}

二维数组的行和列也可能存在越界。

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函数 将一个整形数组排序。那我们将会这样使用该函数：

4.1 冒泡排序函数的错误设计

//方法1：
#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[])
{
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);    //这样对吗？
 ? ?int i = 0;
    for(i=0; i<sz-1; i++)
 ?  {
 ? ?    int j = 0;
 ? ? ? ?for(j=0; j<sz-i-1; 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};
 ? ?bubble_sort(arr);    //是否可以正常排序？
 ? ?for(i=0; i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++)
 ?  {
 ? ? ? ?printf("%d ", arr[i]);
 ?  }
 ? ?return 0;
}

????????方法1有问题，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？

4.2 数组名是什么？

#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;
}

结论： 数组名是数组首元素的地址。（有两个例外）

如果数组名是首元素地址，那么：

int arr[10] = {0};
printf("%d\n", sizeof(arr));

为什么输出的结果是：40？

补充：

• 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。
• &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。

4.3 冒泡排序函数的正确设计

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。 如果方法1 错了，该怎么设计？

//方法2
void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
    //代码同上面函数
}
int main()
{
 ? ?int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
 ? ?int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
 ? ?bubble_sort(arr, sz);//是否可以正常排序？
 ? ?for(i=0; i<sz; i++)
 ?  {
 ? ? ? ?printf("%d ", arr[i]);
 ?  }
 ? ?return 0;
}