初识c语言——深入了解数组的性质

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Singularity 发表于 2023/05/29 22:22:16 2023/05/29
【摘要】 1. 一维数组的创建及应用 1.1 一维数组的创建数组的创建方式:type_t arr_name [const_n];int a [10];数组类型 数组名 数组长度//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名创建实例://代码1int arr1[10];//代码2int count = 10;int arr2[...

1. 一维数组的创建及应用

1.1 一维数组的创建

数组的创建方式:

type_t arr_name [const_n];
int     a      [10];
数组类型  数组名   数组长度
//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

数组名创建实例:

//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)。
例如:

int arr1[10] = {1,2,3};
int arr2[] = {1,2,3,4};
int arr3[5] = {12345}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'};

在c语言内存里状态如图
image.png

其中
“abc”是有四个元素,包扩了结束元素 \0
而{a,b,c}则只有三个,没包括\0

1.3 一维数组的运用

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<sz; i++)//这里可自由控制元素个数
{
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。
  2. 数组的大小可以通过计算得到。

数组大小计算方式

> 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:
image.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。
image.png

像这样每个地址占四个字节


2 二维数组的创建及初始化

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}};

二维数组如果有初始化,行可以省略,列不能省略

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;
}

输出结果:
image.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。
image.png

本质上二维数组就是很多个一维数组连在一起,可以理解成二维数组的每个元素都是一个一维数组


3. 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。

4. 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。

那我们将会这样使用该函数:

冒泡排序设计

//打印函数
void print(int a[], int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", a[i]);
	}
}

//排序函数
int paixu(int a[],int sz)
{
	int i, j;
	//利用循环进行排序
	//每次循环放一个最大的数在最后面
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (a[j] > a[j + 1])
			{
				int tmp = a[j];
				a[j] = a[j + 1];
				a[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}

//冒泡排序
int main()
{
	int a[10];
	//计算数组位数
	int sz = sizeof(a) / sizeof(a[0]);
	int i = 0;
	//循环输入
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d",&a[i]);
	}
	//排序函数,只
	paixu(&a, sz);
	//打印函数
	print(a, sz);
	return 0;
}

注意:数组传参只有一下两种形式

数组名该怎么理解?
数组名通常情况下就是数组首元素的地址 但是有2个例外:

  1. sizeof(数组名),数组名单独放在sizeof()内部,这里的数组名表示整个数组,计算的是整个数组的大小
  2. &数组名,这里的数组名也表示整个数组,这里取出的是整个数组的地址 除此之外所有遇到的数组名都表示数组首元素的地址

总结

到这儿我们已经对数组有一个基础的了解了,对于c语言数组来所操作上有很多需要注意的点,比如函数传参和数组越界,得格外注意,希望大家在以后的编程生涯中少出bug,写出优秀的代码!!
image.png

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