C语言学习笔记（十）—— 数组和指针

一、数组

        数组是由数据类型相同的一系列元素组成。要访问数组中的元素，通过使用数组下标数来表示数组中的各元素，数组中元素的编号从0开始。

1、初始化数组

#define MONTHS 12 //数组大小最好使用常量

int main(){
	example1();
	return 0;
}

void example1(){
	int days[MONTHS] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};//初始化数组中的元素

	for(int index = 0;index<MONTHS;index++){//循环打印数组中的元素
		printf("%d 月有 %d 天\n",index+1,days[index]);
	}
}

⑴ 使用const声明数组

        使用const声明数组时，程序只能从数组中检索值，不能把新值写入数组，如下：

void example2(){
	const int days[MONTHS] = {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
	printf("数组中下标为0的值是：%d\n",days[0]);//31
}

⑵ 初始化列表中的项数与数组的大小不一致

        如果数组未被初始化，编译器使用的值是内存上现有的值。如果初始化列表的值少于数组元素个数时，编译器会把剩余的元素都初始化为0。如果初始化列表的项数多于元素个数时，C语言不会检查数组下标是否是越界的，数组在内存中是一段连续的空间，这样做的后果是可能造成内存溢出。

下面是初始化列表的值小于数组元素个数的情况：

void example3(){
	int num[5] = {10,20,30};
	for(int i = 0;i<5;i++){
		printf("%d\n",num[i]);
	}
	/**
	 * 10
	 * 20
	 * 30
	 * 0
	 * 0
	 */
}

下面是初始化列表的值多于数组元素个数的情况：

void example4(){
	int num[5] = {10,20,30,40,50,60};
	for(int i = 0;i<6;i++){//可以访问下标为5的数组元素，但是出现了跟我们预想的不一样的结果，这就是下标越界导致的访问的未知的元素
		printf("%d\n",num[i]);
	}
	/**
	 * 10
	 * 20
	 * 30
	 * 0
	 * 0
	 * 5
	 */
}

⑶ 不声明数组大小的形式初始化

void example5(){
	int num[] = {10,20,30,40,50};

	for(int i =0;i<sizeof num/sizeof num[0];i++){//通过数组的字节长度除以数组单个元素的字节长度来判断数组的大小
		printf("%d\n",num[i]);
	}
}

2、给数组赋值

        C语言不允许把数组作为一个单元赋给另一个数组，除了初始化以外也不允许以大括号的方式对数组进行赋值，只能通过下标对数组进行访问和赋值

void example6(){
	int num[] = {10,20,30};
	printf("%d\n",num[2]);//30
	num[2] = 100;
	printf("%d\n",num[2]);//100，数组中的值已经被更改

	num[5] = 99;//这样的赋值操作是允许的，因为C语言不会检查数组的下标边界，而是交给程序员来决定
	printf("%d",num[5]);//但是在访问的时候会出现未知的错误

	//下面这种赋值操作是不允许的
	int num2[];
	num2 = num;
}

3、指定数组的大小

        声明数组的大小一般是采用整型常量的方式来声明的，一般也建议是声明数组时声明数组的大小，最好使用符号常量的方式来声明数组的大小，便于后期的维护。

void example7(){
	int num[MONTHS] = {};//整数符号常量，建议使用这种
	int num[12] = {};//整数字面常量

	int num[-4] = {};//这种不可以，数组的大小必须大于0
	int num[0] = {};//这种也不可以，数组的大小必须大于0
} 

二、二维数组

#define CLASS 2 //两个学习小组
#define GROUP 5 //每个小组有5名同学的学习成绩
void example8(){
	int score[CLASS][GROUP] = {//数组中有两个元素，每个元素分别是一个数组，每个数组中又有5个元素
			{70,85,68,98,82},
			{65,56,89,75,69}
	};

	//访问数组中的元素
	for(int i=0;i<CLASS;i++){//遍历所有小组
		for(int j=0;j<GROUP;j++){//遍历每个小组中的同学成绩
			printf("第%d小组中，第%d位同学成绩为：%d\n",i+1,j+1,score[i][j]);
		}
	}
}

三、数组和指针

1、指针的使用示例

        在C中，指针加1指的是增加一个存储单元。对数组而言，加1后的地址是下一个元素的地址，在使用指针之前必须要声明指针所指向对象的类型，计算机要知道存储对象需要多少字节，然后计算出存储的内存地址。

#define SIZE 5
void example9(){
	int num[SIZE] ;//数组名是该数组首元素的内存地址，再者都是常量，可以把它赋给指针
	printf("%p === %p\n",num,&num[0]);//0061FF0C === 0061FF0C
	double num2[SIZE] ;

	//创建两个指针变量并将数组的内存地址赋给指针
	int *n = num;
	double *n2 = num2;
	//循环打印将指针加1
	printf("%6s %13s\n","int","double");
	for(int i = 0;i<SIZE;i++){
		printf("%d：%p %p\n",i,n+i,n2+i);
	}
	/**
	 * 打印结果
	 *     int      double
	 *	0：0061FF00 0061FED8
	 *	1：0061FF04 0061FEE0 //int占用4字节，double占用8字节，内存地址在原有基础上加上不同的字节
	 *	2：0061FF08 0061FEE8
	 *	3：0061FF0C 0061FEF0
	 *	4：0061FF10 0061FEF8
	 *
	 */
}

注意：

① 指针的值是它所指向的对象的地址；

② 在指针前面使用*运算符可以得到指针所指向对象的值；

③ 指针加1，指针的值递增它所指向对象类型的大小（以字节为单位）。

2、使用指针表示数组元素以及元素的值

#define SIZE 5
void example10(){
	int num[SIZE] = {10,20,30,40,50};
	int *n = &num[1];//获取数组中第二个元素的内存地址，并将内存地址赋给指针变量
	printf("%p == %p\n",n,num+1);//0061FF0C == 0061FF0C 它们的内存地址相同

	int n2 = *(num+1);//可以理解为到内存num的位置，然后移动1个int类型字节的位置，并获取这个内存地址的值
	printf("%d == %d",n2,num[1]);//20 == 20 它们的值是相同的
}

3、分别使用数组形参和指针形参来计算数组元素之和

int example12(int *,int size);//变量名可以省略
int example13(int [],int size);
int main(){
	example11();
	return 0;
}

#define SIZE 5
void example11(){
	int num[SIZE] = {10,20,30,40,50};
	int total1 = example12(num,SIZE);
	printf("%d\n",total1);//150
	int total2 = example13(num,SIZE);
	printf("%d\n",total2);//150
}
//使用指针形式传参
int example12(int * num,int size){
	int total = 0;
	for(int i = 0;i<size;i++){
		total += num[i];//num[i]与*(num+i)等价
	}
	return total;
}
//使用数组形式传参
int example13(int num[],int size){
	int total = 0;
	for(int i = 0;i<size;i++){
		total += num[i];
	}
	return total;
}

4、指针操作

#define SIZE 5
void example14() {
	int num[SIZE] = { 10, 20, 30, 40, 50 };
	int *n1 = num;
	//数组的地址即第一个元素的地址是：0061FEFC，数组的第一个元素的值是：10，n1指针本身的地址是：0061FEF8
	printf("数组的地址即第一个元素的地址是：%p，数组的第一个元素的值是：%d，n1指针本身的地址是：%p\n", n1, *n1, &n1);

	//指针加法
	int *n2 = n1+2;
	//指针加2后的地址即第三个元素的地址是：0061FF04，指针加2后该地址的值是：30
	printf("指针加2后的地址即第三个元素的地址是：%p，指针加2后该地址的值是：%d\n",n2,*n2);

	//指针自增和自减
	int *n3 = ++n2;
	printf("地址：%p，值：%d\n",n3,*n3);//地址：0061FF08，值：40

	int *n4 = --n3;
	printf("地址：%p，值：%d\n",n4,*n4);//地址：0061FF04，值：30

	//一个指针减去另一个指针
	int n = n3 - n1;//相减时求出两个元素之间的距离，即相隔几个int，而不是相隔几个字节
	printf("%d",n);//2
}