C语言数组超详细讲解上

目录

• 前言
• 1、一维数组的创建和初始化
• 1.1 一维数组的创建
• 1.2 一维数组的初始化
• 1.3 一维数组的使用
• 1.4 一维数组在内存中的存储
• 2、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
• 3、数组越界
• 4、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 对数组名的用法进行总结
• 4.4 冒泡排序函数的正确设计
• 总结

前言

本文主要介绍数组相关的内容,主要内容包括：

• 一维数组的创建和初始化
• 一维数组的使用
• 一维数组在内存中的存储
• 二维数组的创建和初始化
• 二维数组的使用
• 二维数组在内存中的存储
• 数组越界
• 数组作为函数参数

1、一维数组的创建和初始化

1.1 一维数组的创建

数组是一组相同类型元素的集合，数组的创建方式：

//type_t 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
type_t arr_name [const_n];

//代码1
int arr1[10];
//代码2
int count = 10;
int arr2[count];//数组不要放变量
//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。

1.2 一维数组的初始化

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）

int arr[10] = {0};
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'};//字符串也是通过数组定义的
char arr5[] = {'a','b','c'};//字符串也是通过数组定义的
char arr6[] = "abcdef";//字符串也是通过数组定义的

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。

仔细对比下面5个数组：

	char arr1[] = "abc";
	char arr2[3] = { 'a','b','c' };
	char arr3[] = { 'a','b','c' };
	char arr4[4] = { 'a','b','c' };
	char arr5[] = { 'a','b','c','\0' };

	printf("%s\n", arr1);
	printf("%s\n", arr2);
	printf("%s\n", arr3);
	printf("%s\n", arr4);
	printf("%s\n", arr5);
	printf("\n");
	printf("%d\n", sizeof(arr1));
	printf("%d\n", sizeof(arr2));
	printf("%d\n", sizeof(arr3));
	printf("%d\n", sizeof(arr4));
	printf("%d\n", sizeof(arr5));

对比下面两图可知，字符串以字符 ‘\0’ 为结尾：

• arr1 用双引号存储字符串时，末尾有隐藏的 ‘\0’ ，字符串长度为4
• arr4 规定了字符串的长度，末尾也有隐藏的 ‘\0’ ，字符串长度为4
• arr5 规直接末尾添加了 ‘\0’ ，字符串长度为4
• arr3 和 arr4都是只有三个字符，字符串长度为3，但是末尾没有 ‘\0’ ，字符串没有结束，打印出来后面是乱码的

下面两图的结果能清楚的表示，上面5中定义的区别，因此，推荐使用数组arr1的方式定义字符串。

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。

int main()
{
	int arr[10] = {0};//数组的不完全初始化
	//计算数组的元素个数= 整个数组的大小/数组首元素的大小
	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++)//这样也行
	for(i=0; i<10; i++)
	{
		arr[i] = i;//给数组元素初始化
	}
	//输出数组的内容
	for(i=0; i<10; ++i)
	{
		printf("%d ", arr[i]);//打印数组
	}
	return 0;
}

数组是使用下标来访问的，下标是从0开始。 数组的大小可以通过计算得到的。

1.4 一维数组在内存中的存储

接下来探讨数组在内存中的存储

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//打印数组中的每个元素的地址
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\n");
	int* p = &arr[0];//元素首地址
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p++));//地址加1
	}
	return 0;
}

两种打印数组的方式都可以，结果相同：

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	//打印数组中的每个元素的地址
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int* p = &arr[0];//元素首地址
	for (int  i = 0; i < sz; i++)
	{//打印地址
		printf("&arr[%d]=%p <==> %p\n", i, &arr[i], p++);
	}
	return 0;
}

输出结果见下图，随着数组下标的增长，元素的地址，也在有规律的递增。整形数组每个元素占4个字节，共10个元素，总共40个字节。所以相邻元素的地址依次递增4个字节。

由此可以得出结论：数组在内存中是连续存放的。

2、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
int arr1[][5] = { 1,2,3,4,5,6 };//不完全初始化
int arr2[][5] = { {1,2},{3,4},{5,6} };
char ch[5][7];
int arr[4][5] = { 0 };

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

int main()
{
	int arr2[][5] = { {1,2},{3,4},{5,6} };

	for (int i = 0; i < sizeof(arr2) / sizeof(arr2[0]); i++)//打印二维数组
	{
		//int j = 0;
		for (int j = 0; j < sizeof(arr2[0]) / sizeof(arr2[0][0]); j++)
		{
			printf("%d ", arr2[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

2.4 二维数组在内存中的存储

像一维数组一样，打印二维数组的每个元素

int main()
{
	int arr[3][5] = { {1,2},{3,4},{5,6} };
	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for ( j = 0; j < 5; j++)
		{
			printf("&arr[%d]{%d]=%p\n", i, j, &arr[i][j]);//地址是连续的
		}
	}
	return 0;
}

二维数组的地址在内存中也是连续的，相邻元素依次相差4个字节，&arr[0][3]与&arr[1][0]是相连的。

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
• 二维数组的行和列也可能存在越界。

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;
}

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：要实现一个冒泡排序函数，将一个整形数组排序

4.1 冒泡排序函数的错误设计

//方法1：
void bubble_sort(int arr[])//接受数组
{//计算数组的长度
	int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
	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])
			{//前者比后者大，则两者交换
				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);//将数组作为参数传递
	for(i=0; i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

结果见下图，没有达到预期的排序效果。

按下F10进入调试界面，按F11进行单步调试，会发现主函数中的数组是10个元素，这是自己定义的，没有问题。

但是将数组当作参数传递给函数bubble_sort会发现，函数接受的数组只包含首元素3。

因此计算数组长度sizeof(arr)时，结果长度是4，不再是原来主函数里的40了。

调试之后可以看到 bubble_sort 函数内部的 sz ，是1。

所以数组作为函数参数的时候，不是把整个数组的传递过去。

这种情况之前在【C语言基础3——函数（1）】中 4.3.3 二分查找中就具体分析过。

4.2 数组名是什么？

int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	printf("%p\n", arr);//首元素的地址
	printf("%p\n", arr+1);//+1指向第二个元素

	printf("%p\n", &arr[0]);//首元素的地址
	printf("%p\n", &arr[0]+1);+1//指向第二个元素

	printf("%p\n", &arr);//整个数组的地址
	printf("%p\n", &arr+1);

	return 0;
}

运行结果见下图：

• 数组名就是首元素的地址，用指针接收
• 对数组名求地址，是整个数组的地址
• &arr的地址和 &arr+1 的地址相差28，这是16进制，转化为2进制就是 40了，这正是数组的长度，包含10个元素

4.3 对数组名的用法进行总结

• 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。

4.4 冒泡排序函数的正确设计

上述代码当数组传参的时候，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 。因为地址可以用指针就收。

那么，函数内部的 sizeof(arr) 结果是4。数组长度应该放在主函数中进行计算。

下面对4.2 进行改进，有时候数组元素本身就是按一定顺序排好的，只需第一轮判断即可：

void bubble_sort(int* arr, int sz)
{
	//排序坐外面的大循环次数
	int i = 0;
	for ( i = 0; i < sz-1; i++)
	{
		int flag = 1;//状态机标志位，代表数组本身元素就是从小到大排序的
		int j = 0;
		for ( j = 0; j < sz-1-i; j++)
		{
			if (arr[j]>arr[j+1])
			{
				flag = 0;//只要有一个地方需要排序，就置零
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
		if (1==flag)
		{//第一轮排序结果都是1，说明没有地方需要排序
			break;//直接跳出后面的循环，不需要再排序了
		}
	}
}
int main()
{
	//int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int arr[] = { 3,1,2,4,5,6,8,9,7,10 };
	//写一个冒泡排序的函数，
	//arr表示首元素的地址， &arr[0],也是首元素的地址
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	bubble_sort(arr, sz);
	int i = 0;
	for ( i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

总结

本文是对数组相关知识点的学习，下一篇将通过完成三子棋游戏巩固前面所学的知识点。

到此这篇关于C语言数组超详细讲解上的文章就介绍到这了,更多相关C语言 数组内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！