C语言初阶——3.数组

1. 初始化

1.1 整体初始化

试一下下面三段代码，分析输出。

代码一

int arr[12];
for(int i=0;i<12;++i){
    printf("%d ",arr[i]);
}

代码二

int arr[12] = {0};
for(int i=0;i<12;++i){
    printf("%d ",arr[i]);
}

代码三

int arr[12] = {2};
for(int i=0;i<12;++i){
    printf("%d ",arr[i]);
}

结论：

数组未初始化，数组里面的值都是随机值。
数组初始化为{0}，数组里面的值都是0。
数组初始化为{非零值}，数组里面第一个值是非零值，其他的值都是0。

1.2 部分初始化

试一下代码，分析输出。

char carr[12];
int iarr[12];
double farr[12];
printf("carr = %d\n",sizeof(carr));
printf("iarr = %d\n",sizeof(iarr));
printf("farr = %d\n",sizeof(farr));

sizeof给出整个数组所占据的内容的大小。数组大小=元素大小*数组个数。

问题：已知数组arr，如何求出数组元素个数？

1.4 赋值

试一下下面的代码

int days[]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};
int arr = days;

2. 数组与指针

数组名是数组第一个元素的地址。
数组下标实现的操作指针也可以实现。

No.	操作	下标	指针
1	第`i`个元素值	`arr[i]`	`*(arr+i)`
2	第`i`个元素地址	`&arr[i]`	`arr+i`

所以，遍历数组可以是

int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
for(int i=0;i<8;++i){
    printf("%d\n",*(arr+i)); 
}

数组名是不可改变的。

数组下标比较易于理解，数组指针更灵活更高效。

3. 函数与数组

3.1 传递数组给函数

数组作为函数参数时，通常必须再用一个参数传入数组大小。

返回值类型 函数名(类型 参数名[],int size){

}

或者

返回值类型 函数名(类型* 参数名,int size){

}

数组作为参数时，数组退化成指针，不能利用sizeof获取数组大小，也就不能计算数组元素个数。

3.2 从函数返回数组

C 语言不允许返回一个完整的数组作为函数的参数。通过指定不带索引的数组名来返回一个指向数组的指针。

类型* 函数名() {
   return 数组名;
}

练习

给定数组随机填充指定范围的数据。
使用stdlib.h中的srand(time(NULL))和rand()。
将一维数组的查找、替换封装成函数。

重点

int arr[] = {1,2,3,4,5,6};
// sizeof(数组名)
printf("sizeof(arr) = %ld\n",sizeof(arr));
// 数组名的值
printf("arr=%p\n&arr[0]=%p\n",arr,&arr[0]);

数组名的值是地址

可以使用指针操作：解引用
数组作为函数参数和返回值时，传指针/地址。

4. 多维数组

4.1 声明

语法

类型 数组名[元素个数1][元素个数2]...[元素个数N];

多维数组最常用形式是二维数组。二维数组相当于一个行列组成的表。

类型 二维数组名[行数][列数];

例如：下面是一个4行3列元素类型为int的表。

int days[4][3];

4.2 初始化二维数组

多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化。

int days[4][3]={
    {31,28,31},
    {30,31,30},
    {31,31,30},
    {31,30,31}
};

4.3 访问二维数组元素

二维数组中的元素是通过使用下标（即数组的行索引和列索引）来访问的。
在这里插入图片描述

// 获取一月份的天数
int n = days[0][0];
// 修改二月份的天数
days[0][1] = 29;
// 打印一月份天数
printf("%d",days[0][0]);

4.4 二维数组元素遍历

通常使用嵌套循环来处理二维数组。

for (int i = 0; i < 4; i++ ) {
    for (int j = 0; j < 3; j++ ) {
       printf("a[%d][%d] = %d\n",i,j,a[i][j]);
    }
}

4.5 二维数组输入

int n,m;
scanf("%d%d",&n,&m);
int arr[n][m];
for (int i=0;i<n;++i){
  for (int j=0;j<m;++j){
      scanf("%d",&arr[i][j]);
  }
}

练习

输入m个学生的n门课程成绩，输出各门课程成绩以及总成绩和平均值。
二维数组通常可用于表示数学中的矩阵。实现矩阵基本运算(加法、减法、数乘、转置)

4.6 简化

初始化二维数组可以有如下简化写法：

省略内部嵌套括号。

int days[4][3]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

省略第一维大小，第二维不能省略。

int days[][3]={31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31};

问题
二维数组可以整体初始化吗？

4.7 多维数组

大于二维的数组的用法与二维数组一样，只是使用比较少。
.

int days[][4][3]={
    {31,28,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}, // 平年
    {31,29,31,30,31,30,31,31,30,31,30,31}  // 闰年
};

printf("平年二月天数为%d\n",days[0][0][1]);// 平年第一季度第二个月
printf("闰年二月天数为%d\n",days[1][0][1]);// 闰年第一季度第二个月

多维数组初始化只能第一个维度可以省略。

5. `const`数组

5.1 `const`数组是什么？

const int arr[]={1,2,3,4,5,};

数组变量已经是const指针，表示数组中的每一个元素都是const int，即每个元素不能通过arr改变。
例如：

const int arr[]={1,2,3,4,5,};
arr[0] = 0;

5.2 `const`数组怎么用？

保护数组值

因为数组作为函数参数是以地址方式传递的，所以函数内部可以修改数组的值。
为了保护数组不被函数破坏，可设置参数为const。
例如：

int sum(const int arr[],int len);

或者

int sum(const int* arr,int len);

6 变量指针 vs 数组指针

变量指针：指向单个变量的指针。
数组指针：指向数组的指针。

#include <stdio.h>

int main () {
    int n = 10;
    int *p;
    p = &n; // p指针指向变量
    printf("*p = %d\n",*p);
    
    int arr[] = {1,2,3,4,5,};
    p = arr;// p指针指向数组
    printf("*p = %d\n",*p);
    printf("*(p+1) = %d\n",*(p+1));
    printf("*(p+2) = %d\n",*(p+2));
    printf("*(p+3) = %d\n",*(p+3));
    printf("*(p+4) = %d\n",*(p+4));
    
    return 0;
}

指针既可以指向一个基本类型变量又可以指向一个数组。所以在使用时要注意分辨。

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