C 语言编程 — 高级数据类型 — 数组

举报
云物互联 发表于 2021/08/06 00:42:30 2021/08/06
【摘要】 目录 文章目录 目录前文列表数组声明数组初始化数据访问数组元素二维数组指向数组的指针将数组指针作为实参传入函数从函数返回一个数组指针指针数组数组名和取数组首地址的区别 前文列表 《程序编译流程与 GCC 编译器》 《C 语言编程 — 基本语法》 《C 语言编程 — 基本数据类型》 《C 语言编程 — 变量与常量》 《C 语言编程 — 运算符》 《C 语...

目录

文章目录

前文列表

《程序编译流程与 GCC 编译器》
《C 语言编程 — 基本语法》
《C 语言编程 — 基本数据类型》
《C 语言编程 — 变量与常量》
《C 语言编程 — 运算符》
《C 语言编程 — 逻辑控制语句》
《C 语言编程 — 函数》
《C 语言编程 — 高级数据类型 — 指针》

数组

数组是具有相同数据类型，并且按照一定顺序排列的一组变量的集合。

数组都是由连续的内存空间组成的，最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素。数组中的特定元素可以通过索引访问，数组的索引从 0 开始。

在这里插入图片描述
特征：

  • 有序性：数组元素之间具有固定的先后顺序
  • 可索引：通过数组名和下标可以唯一地确定数组中的元素

声明数组

在 C 中要声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量。

  • 其中元素的数量为不可变量，C/C++ 不允许对数组的长度做动态定义。
  • 数组名除了作为数组辨识名称之外，也表示了该数组存储空间的首地址，即数组名本身就是数组的内存入口地址，指向第一个元素。
  • 一次只能使用数组中的单个元素，而不能一次使用整个数组。
// 正确用法：一次只能使用数组中的单个元素。
// 将 aArray 的数据复制到 bArray 中。
int aArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int bArray[5] = {0};
for(int i = 0; i < 5; i++)
{ bArray[i] = aArray[i];
}

// 错误用法：
int aArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int bArray[5] = {0};
bArray = aArray; //不可给整个数组赋值

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    •

需要注意的是，使用数组时，需要主动的对数组变量进行边界检查。C/C++ 在编译过程并没有缺省的边界检查动作，所以在程序运行过程中当数组下标索引值越界时，并不会立即触发错误，存在潜在的逻辑异常风险。

#include <stdio.h>
// 如下例所示，aArray[i*j] 在程序进行过程中，下标会超出其数组大小。
// 但是在编译和运行过程中，并不会报错，因此必须由编程人员对此边界进行处理！
int main(void)
{ int i, j; int aArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; for (i = 0; i < 5; i++) { for (j = 0; j < 5; j++) { aArray[i * 5 + j] = i * 5 + j; printf("aArray[%d]=%d\r\n", i * 5 + j, aArray[i * 5 + j]); } } return 0;
}

/*
[root@c-dev ~]# ./main
aArray[0]=0
aArray[1]=1
aArray[2]=2
aArray[3]=3
aArray[4]=4
aArray[5]=5
aArray[11]=32718
aArray[10]=10
aArray[11]=11
aArray[12]=12
aArray[13]=13
aArray[14]=14
aArray[15]=15
aArray[16]=16
aArray[17]=17
aArray[18]=18
aArray[19]=19
aArray[20]=20
aArray[21]=21
aArray[22]=22
aArray[23]=23
aArray[24]=24
段错误
*/


// 上错误示例可改为：
// 当然像示例中的简单数组越界在编程过程中是十分容易避免的，但对于复杂度高的问题，必须是要增加边界检查的。
int main(void)
{ int i, j, idx; int aArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; for (i = 0; i < 5; i++) { for (j = 0; j < 5; j++) { idx = i * 5 + j; if (idx > sizeof(aArray) / sizeof(int)) { printf("Err: idx over range!\r\nMax idx = %lu,idx=%d\r\n", sizeof(aArray) / sizeof(int), idx); return 0; } aArray[idx] = idx; printf("aArray[%d]=%d\r\n", idx , aArray[idx]); } } return 0;
}

/*
[root@c-dev ~]# ./main
aArray[0]=0
aArray[1]=1
aArray[2]=2
aArray[3]=3
aArray[4]=4
aArray[5]=5
Err: idx over range!
Max idx = 5,idx=6
*/

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    • 
  
  • 15
    • 
  
  • 16
    • 
  
  • 17
    • 
  
  • 18
    • 
  
  • 19
    • 
  
  • 20
    • 
  
  • 21
    • 
  
  • 22
    • 
  
  • 23
    • 
  
  • 24
    • 
  
  • 25
    • 
  
  • 26
    • 
  
  • 27
    • 
  
  • 28
    • 
  
  • 29
    • 
  
  • 30
    • 
  
  • 31
    • 
  
  • 32
    • 
  
  • 33
    • 
  
  • 34
    • 
  
  • 35
    • 
  
  • 36
    • 
  
  • 37
    • 
  
  • 38
    • 
  
  • 39
    • 
  
  • 40
    • 
  
  • 41
    • 
  
  • 42
    • 
  
  • 43
    • 
  
  • 44
    • 
  
  • 45
    • 
  
  • 46
    • 
  
  • 47
    • 
  
  • 48
    • 
  
  • 49
    • 
  
  • 50
    • 
  
  • 51
    • 
  
  • 52
    • 
  
  • 53
    • 
  
  • 54
    • 
  
  • 55
    • 
  
  • 56
    • 
  
  • 57
    • 
  
  • 58
    • 
  
  • 59
    • 
  
  • 60
    • 
  
  • 61
    • 
  
  • 62
    • 
  
  • 63
    • 
  
  • 64
    • 
  
  • 65
    • 
  
  • 66
    • 
  
  • 67
    • 
  
  • 68
    • 
  
  • 69
    • 
  
  • 70
    • 
  
  • 71
    • 
  
  • 72
    • 
  
  • 73
    • 
  
  • 74
    • 
  
  • 75
    • 
  
  • 76
    • 
  
  • 77
    • 
  
  • 78
    • 
  
  • 79
    • 
  
  • 80
    •

初始化数据

  • 指定数组长度的初始化：大括号 { } 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。
double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

  
 
    
  
  • 1
    •
  • 不指定数组长度的初始化：数组的长度则为初始化时元素的个数。
double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

  
 
    
  
  • 1
    •
  • 对指定的元素进行赋值
balance[4] = 50.0;

  
 
    
  
  • 1
    •

在这里插入图片描述

访问数组元素

数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内，跟在数组名称的后边。

将一个数组元素取出并赋值给新的变量：

double salary = balance[9];

  
 
    
  
  • 1
    •

二维数组

C 语言支持多维数组。多维数组声明的一般形式如下：

type name[size1][size2]...[sizeN];

int threedim[5][10][4];

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    •
  • 二维数组
    在这里插入图片描述

初始化二维数组：

int a[3][4] = { {0, 1, 2, 3} ,   /*  初始化索引号为 0 的行 */
 {4, 5, 6, 7} ,   /*  初始化索引号为 1 的行 */
 {8, 9, 10, 11}   /*  初始化索引号为 2 的行 */
};

//or

int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    •

访问二维数组元素：

int val = a[2][3];

  
 
    
  
  • 1
    •

指向数组的指针

数组变量名（标识符）的本质是一个指向数组中第一个元素的常量指针。

double balance[50];

  
 
    
  
  • 1
    •

如上，变量名 balance 是一个指向内存地址 &balance[0] 的指针，即数组 balance 的第一个元素的地址。使用数组名作为常量指针是合法的，反之亦然。因此，*(balance + 4) 是一种访问 balance[4] 数据的合法方式。

将数组指针作为实参传入函数

如果函数想接受一个数组（实际上是指针数组入口的指针）作为实参，那么函数必须使用以下三种方式之一来声明函数的形式参数，每种方式都是告诉编译器函数将要接收一个整型指针。同样地，也可以传递一个多维数组作为形式参数。

  • 方式 1
void myFunction(int *param){}

  
 
    
  
  • 1
    •
  • 方式 2
void myFunction(int param[10]){}

  
 
    
  
  • 1
    •
  • 方式 3
void myFunction(int param[]){}

  
 
    
  
  • 1
    •

示例：

#include <stdio.h>

/* 声明一个函数形参为整型指针类型 */
double getAvg(int arr[], int size);


int main(){ /* 定义并初始化一个数组变量 */ int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50}; /* 传递一个指向数组的指针作为函数实参 */ double avg = getAvg(balance, 5); printf("AVG: %f", avg); return 0;
}

double getAvg(int arr[], int size){ int i; double avg; double sum = 0; for(i = 0; i < size; ++i){ sum += arr[i]; } avg = sum / size; return avg;
}

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    • 
  
  • 15
    • 
  
  • 16
    • 
  
  • 17
    • 
  
  • 18
    • 
  
  • 19
    • 
  
  • 20
    • 
  
  • 21
    • 
  
  • 22
    • 
  
  • 23
    • 
  
  • 24
    • 
  
  • 25
    • 
  
  • 26
    • 
  
  • 27
    • 
  
  • 28
    •

从函数返回一个数组指针

C 语言不允许函数返回一个完整的数组，但是可以返回一个指向数组的指针。注意，C 不支持在函数外部返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

int * myFunction(){}

  
 
    
  
  • 1
    •

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

/* 定义返回整型指针类型结果的函数 */
int * getRandom(){ static int r[10]; int i; srand((unsigned)time(NULL)); for(i = 0; i < 10; ++i){ r[i] = rand(); printf("r[%d] = %d\n", i, r[i]); } return r;
}

int main(){ /* 定义一个整型指针变量 */ int *p; int i; p = getRandom(); for(i = 0; i < 10; i++){ printf("*(p + %d): %d\n", i, *(p + i)); } return 0;
}

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    • 
  
  • 15
    • 
  
  • 16
    • 
  
  • 17
    • 
  
  • 18
    • 
  
  • 19
    • 
  
  • 20
    • 
  
  • 21
    • 
  
  • 22
    • 
  
  • 23
    • 
  
  • 24
    • 
  
  • 25
    • 
  
  • 26
    • 
  
  • 27
    • 
  
  • 28
    •

运行：

$ ./main
r[0] = 640773756
r[1] = 1617898688
r[2] = 2004130180
r[3] = 494154148
r[4] = 1999308605
r[5] = 959614519
r[6] = 81389324
r[7] = 1893093458
r[8] = 2121376870
r[9] = 1095386666
*(p + 0): 640773756
*(p + 1): 1617898688
*(p + 2): 2004130180
*(p + 3): 494154148
*(p + 4): 1999308605
*(p + 5): 959614519
*(p + 6): 81389324
*(p + 7): 1893093458
*(p + 8): 2121376870
*(p + 9): 1095386666

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    • 
  
  • 15
    • 
  
  • 16
    • 
  
  • 17
    • 
  
  • 18
    • 
  
  • 19
    • 
  
  • 20
    • 
  
  • 21
    •

指针数组

有一种情况，我们想用数组来存储指向 int 或 char 或其他数据类型的指针。下面是一个指向整数的指针数组的声明：

int *ptr[MAX];

  
 
    
  
  • 1
    •

在这里，把 ptr 声明为一个数组，由 MAX 个整型指针组成。因此，ptr 中的每个元素，都是一个指向 int 值的指针。

#include <stdio.h>
 
const int MAX = 3;
 
int main ()
{ int  var[] = {10, 100, 200}; int i, *ptr[MAX]; for ( i = 0; i < MAX; i++) { ptr[i] = &var[i]; /* 将 int 值的地址赋值到整型指针数组 */ } for ( i = 0; i < MAX; i++) { printf("Value of var[%d] = %d\n", i, *ptr[i] ); } return 0;
}

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    • 
  
  • 15
    • 
  
  • 16
    • 
  
  • 17
    • 
  
  • 18
    • 
  
  • 19
    •

数组名和取数组首地址的区别

int array[4] = {0};

  
 
    
  
  • 1
    •

以上述语句为例：

  • 数组名 array 本质是数组首元素的入口地址。
  • 数组首元素的入口地址 &array[0]。
  • &array 取的是整个数组 array 的首地址。

虽然，&array 和 &array[0] 与 array 的数值相同，但本质却不同。这一点体现在 +1 偏移量上是非常明显的。

#include <stdio.h>

int main() { int array[4] = {0}; printf(" array = %p\n", array); printf(" &array = %p\n", &array); printf(" &array[0] = %p\n", &array[0]); printf("\n"); printf(" array + 1 = %p\n", array + 1); printf(" &array + 1 = %p\n", &array + 1); printf(" &array[0] + 1 = %p\n", &array[0] + 1); printf("\n"); printf(" sizeof(int) = %lu\n", sizeof(int)); printf(" sizeof(array[0]) = %lu\n", sizeof(array[0])); printf(" sizeof(array) = %lu\n", sizeof(array)); printf("   sizeof(&array) = %lu\n", sizeof(&array)); printf("sizeof(&array[0]) = %lu\n", sizeof(&array[0])); printf("\n"); return 0;
}

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    • 
  
  • 15
    • 
  
  • 16
    • 
  
  • 17
    • 
  
  • 18
    • 
  
  • 19
    • 
  
  • 20
    • 
  
  • 21
    • 
  
  • 22
    •

运行：

$ ./main array = 0x7ffeecd8c830 &array = 0x7ffeecd8c830 &array[0] = 0x7ffeecd8c830 array + 1 = 0x7ffeecd8c834 &array + 1 = 0x7ffeecd8c840 &array[0] + 1 = 0x7ffeecd8c834 sizeof(int) = 4
 sizeof(array[0]) = 4 sizeof(array) = 16 sizeof(&array) = 8
sizeof(&array[0]) = 8

  
 
    
  
  • 1
    • 
  
  • 2
    • 
  
  • 3
    • 
  
  • 4
    • 
  
  • 5
    • 
  
  • 6
    • 
  
  • 7
    • 
  
  • 8
    • 
  
  • 9
    • 
  
  • 10
    • 
  
  • 11
    • 
  
  • 12
    • 
  
  • 13
    • 
  
  • 14
    •

结论：

  1. 在 C 中，几乎所有使用数组的表达式中，数组名的值是个指针常量，也就是数组第一个元素的地址。 它的类型取决于数组元素的类型： 如果它们是 int 类型，那么数组名的类型就是 “指向 int 的常量指针“。
  2. 在以下两种场合，数组名并不是用指针常量来表示：1）当数组名作为 sizeof 运算符操作数时，返回整个数组的长度，而不是指向数组的指针的长度；2）当数组名作为地址运算符 & 的操作数时，返回的是一个指向整个数组的指针，而不是指向数组首元素的指针。
  3. 指针的 +1 是偏移量问题：一个类型为 X 的指针的移动，是以 sizeof(X) 为移动步进的。
    1. array+1：在数组首元素的内存地址的基础上，偏移一个 sizeof(array[0]) 单位。上例中，为 0x7fffe3743ae0 + 1 * sizeof(array[0]) == 0x7fffe3743ae0 + 1 * sizeof(int) == 0x7fffe3743ae0 + 4 == 0x7fffe3743ae4。
    2. &array+1：在数组的首地址的基础上，偏移一个 sizeof(array) 单位。上例中，为 0x7fffe3743ae0 + 1 * sizeof(array) == 0x7fffe3743ae0 + 1 * sizeof(int) * 0x4 == 0x7fffe3743ae0 + 0x16 == 0x7fffe3743af0。

简而言之，数组名 array 的指针是数组基类型（首元素）的地址长度，而 &array 的指针是整个数组的地址长度。

文章来源: is-cloud.blog.csdn.net，作者：范桂飓，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：is-cloud.blog.csdn.net/article/details/105298518

【版权声明】本文为华为云社区用户转载文章，如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，欢迎发送邮件进行举报，并提供相关证据，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容，举报邮箱： cloudbbs@huaweicloud.com
C语言 数据结构
  • 点赞
  • 收藏
  • 关注作者

评论（0）

0/1000
抱歉，系统识别当前为高风险访问，暂不支持该操作

全部回复

上滑加载中

设置昵称

在此一键设置昵称，即可参与社区互动！

*长度不超过10个汉字或20个英文字符，设置后3个月内不可修改。

*长度不超过10个汉字或20个英文字符，设置后3个月内不可修改。

确认 取消

加入云驻计划，成为创作者

  • 华为云周边好礼
  • 免费体验产品
  • 特殊身份标识
  • 线下官方门票
  • 内部专家零距离
  • 与10000+优质创作者共同成长
立即加入