C语言——数组 知识点大全之详解

前言

这是对数组所涵盖的基本概念的详细讲解

1.一维数组的创建

1.1一维数组的创建

定义:数组是一组相同类型元素的集合。

数据的创建方式:

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`
数据创建的实例:

```c
//代码1
int arr1[5];
//代码2
int count = 3;
int arr2[count];
//代码3
char arr3[29];
float arr4[39];
double arr5[100];

**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。

1.2一维数组的初始化

定义: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。

笔如:

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。
接下我们来看看下面两组代码的内存分配情况:

char arr1[] = "abc";//代码1
char arr2[3] = {
    
    'a','b','c'};代码2

其中代码1"abc"里面省略了一个\0,所以代码1实际上的大小是4
而代码2是没有省略的,它的大小就是3
结论:

1.表达数组用" "时,在数组的末尾省略了一个空格,所以数组实际大小要加1
2.表达数组用{ }时,数组中元素个数就是数组实际大小

1.3一维数组的使用

在之前的文章中有跟大家介绍过一个操作符:[ ],下标引用操作符。其实这就是访问数组的操作符。
笔如:

#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。
  2. 数组的大小可以通过计算得到。

1.4一维数组在内存中的存储

接下来了解数组在内存中的存储
我们来看看下面的代码:

#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;
}

代码输出结果如下:
在这里插入图片描述
通过观察我们可以知道,随着数组下标的增长,元素的地址也在逐渐的增大。
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

数组的创建

int arr[3][4];
char arr[3][5];
double arr[2][4];

2.2二维数组的初始化

数组的初始化

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

其实二维数组的使用与一维数组大同小异,也是通过下标的方式实现的。
笔如:

#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

与一维数组一样,我们也试着来打印二维数组的元素:

#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:
在这里插入图片描述
通过输出的结果我们可以分析出来,其实二维数组的内存与一维数组一样,也是连续存储的。

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.
所以程序员自己写代码时,最好自己做越界检查

#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;
}

其中二维数组的行和列也可能会存在越界。

4.数组作为函数参数

往往我们再写代码的时候,会将数组作为参数传给函数,笔如:我要实现一个冒泡排序(其中要涉及算法的思想)函数。

4.1冒泡排序函数的错误设计

将一个整形数组排序,我们会这样使用函数:

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

方法1,出问题,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?
这时候我们就涉及到另一知识点了。欲知后事如何,请看下节揭晓

4.2数组名是什么?

我们来看下面这段代码:

#include <stdio.h>
int main()
{
    
    
    int arr[10] = {
    
    1,23,4,5};
 printf("%p\n", arr);
    printf("%p\n", &arr[0]);
    printf("%d\n", *arr);
    //输出结果
    return 0;
}

数组名是数组首元素的地址。

这句话想必大家很早就已经听过了,但是有两种情况是属于例外喔。
如果数组名是首元素地址,那么:

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

输出结果竟然是:40?
补充结论:

  1. 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。
  2. &数组名,取出的是数组的地址。&数组名,数组名表示整个数组。

除了这两种情况之外,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。
接下来看正确的代码:

//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;
}

好了,本次分享就到这里啦
其中有什么不足和错误,欢迎大家来评论区指正

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