【C语言基础】数组的高级应用（上）

一、数组的概念

1.1 基本理解

数据也是一种数据类型。是由数组成的一个组，数是一个特定数据类型的变量，组就是将这些数放在一起。就好比之前的散落在外面的家人回家团聚在一起，住在一个房子里，每个元素都有单独的房间。因为是“一家人”，所以所有数组元素的数据类型都是相同的。

1.2 从内存角度理解数组

(1)从内存角度讲，数组变量就是一次分配多个变量，而且这多个变量在内存中的存储单元是依次相连接的。
(2)分开定义多个变量（譬如int a, b, c, d;）和一次定义一个数组（int a[4]）；这两种定义方法相同点是都定义了4个int型变量，而且这4个变量都是独立的单个使用的；不同点是单独定义时a、b、c、d在内存中的地址不一定相连，但是定义成数组后，数组中的4个元素地址肯定是依次相连的。
(3)数组中多个变量虽然必须单独访问，但是因为他们的地址彼此相连，因此很适合用指针来操作，因此数组和指针天生就叫纠结在一起。

1.3 从编译器角度理解数组

(1)从编译器角度来讲，数组变量也是变量，和普通变量、指针变量并没有本质不同。变量的本质就是一个地址，这个地址在编译器中决定具体数值，具体数值和变量名绑定，变量类型决定这个地址的延续长度。
(2)搞清楚变量、变量名、变量类型这三个概念的具体含义，很多问题都清楚了。

二、数组的定义

数组一共有三种定义方式，数组定于的过程就是初始化的过程。

2.1 第一种：完全初始化

数组完全初始化的标志：数组中的每个元素都是确定的。

数据类型 数组名 [数组元素个数]
例如：int a[3]={1,2,3}
或是：int a[]={1,2,3};//这样写[]里面的数字，也就是数组长度，计算机会根据后面的元素个数进行统计。

注意，写成int a[]是不对的，因为编译器无法推算出这种数组的长度。
因此，在定义数组同时初始化，则可以省略数组定义时[]的长度。
C语言编译器会自动推算出其长度，推论依据是初始化中元素的个数。
由此可知，省略[]中数组元素个数只有一种情况，那就是后面的初始化必须是完全初始化。

2.2 第二种：不完全初始化

例如：

int a[3]={1};//除了a[0]等于1，其余部分也就是a[1]和a[2]都默认为0。
int a[3]={};//数组中的元素全部都是0
int a[3];//数组中的元素全部都是0。

而int a[3]是无初始化，不同数据类型数组，包括：
整型数组：int a[3];
浮点型数组：float a[3];
双精度浮点型数组：double a[3];
字符数组：char a[3];

三、访问数组的两种方式

3.1 第一种：数组的方式依次访问

数组定义的时候作为整体定义。但是使用的时候不能作为整体使用，使用时必须拆开使用数组中的各个元素。
比如数组 int a [4]，使用其中的4个元素，分别使用a[0]、a[1]、a[2]、a[3]。注意这里跟python一样，都是从0开始计算第一位的。其中[]是数组的标志，[]中的数字叫做数组下标，下标是我们访问数组中各个元素的指引。下标是0代表数据中的第一个元素，下标最后的一个是n-1访问时注意下标。
来个编程练习：

//打印字符数组：
int a[3] = {'a','b','r'};for (int i = 0; i < 3; i++){printf("a[%d]=%c\n",i,a[i]);}

int a[3] = {1,3,5};for (int i = 0; i < 3; i++){printf("a[%d]=%d\n",i,a[i]);}return 0;

这里注意字符输出是的格式化是用%c。如果使用%d，打印输出的是ASCII码（数字）。C语言中的字符型需要使用单引号。

3.2 第二种：指针的方式访问

以如下为例：

四、测试类型占用内存

int a = sizeof(int);
printf("a=%d",a);

五、数组中几个关键符号

以（a、a[0]、&a、&a[0]）为例，进行分析与理解（前提是 int a[10]）
(1)这4个符号搞清楚了，数组相关的很多问题都有答案了。理解这些符号的时候要和左值、右值结合起来，也就是搞清楚每个符号分别做左值和右值时的不同含义。
(2)a表示数组名。a做左值时表示整个数组的所有空间（10×4=40字节），又因为C语言规定数组操作时要独立单个操作，不能整体操作数组，所以a不能做左值；a做右值表示数组首元素（数组的第0个元素，也就是a[0]）的首地址（首地址就是起始地址，就是4个字节中最开始第一个字节的地址）。一般讲元素地址就是指首地址。a做右值等同于&a[0];本质是指针。
(3)a[0]表示数组的首元素，也就是数组的第0个元素。做左值时表示数组第0个元素对应的内存空间（连续4字节）；做右值时表示数组第0个元素的值（也就是数组第0个元素对应的内存空间中存储的那个数）
(4)&a表示数组名a取地址，字面意思来看就应该是数组的地址，因此是指针类型。&a不能做左值（&a实质是一个常量，不是变量因此不能赋值，所以自然不能做左值。）；&a做右值时表示整个数组的地址。
(5)&a[0]字面意思就是数组第0个元素的首地址（搞清楚[]和&的优先级，[]的优先级要高于&，所以a先和[]结合再取地址）。做左值时表示数组首元素对应的内存空间，做右值时表示数组首元素的值（也就是数组首元素对应的内存空间中存储的那个数值）。即：做右值时，&a[0]等同于a。

打印输出以检测对上述符号的理解是否正确：

解析：
第一个打印：由于输出的格式是整型，a作为右值表示首元素首地址，因此打印出的是地址，而非字符。
第二个打印：由于输出的格式是字符型，a[0]表示首元素，因此打印出的是字符，而非地址。
第三个打印：由于输出的格式是字符串型，a作为右值表示整个数组，因此打印输出的是字符串，而非地址。

reference：https://blog.csdn.net/Raven_csdn/article/details/87874679
其他需要注意的方法：[]可以贴着数组名，也可以不贴着，这都没关系。

总结

1、&a和a做右值时的区别：&a是整个数组的首地址，而a是数组首元素的（首）地址。这两个在数字上是相等的，但是意义不相同。意义不相同会导致他们在参与运算的时候有不同的表现。
2、a和&a[0]做右值时意义和数值完全相同，完全可以互相替代。但是sizeof(a)求的是整个数组的空间大小。sizeof（&a[0]），此时&a[0]指的是一个指针。
3、&a是常量，不能做左值。&a指的也是一个指针。
4、a做左值代表整个数组所有空间，然而，C语言规定数组操作时要独立单个操作，不能整体操作数组，所以a不能做左值。
数组类似于python中的集合。不同在于数据中的元素数据类型想要，而集合中的元素可以多样。
其次，两种的标志相同，都是[]。
C语言程序中，变量的实质就是内存中的一个格子，当我们定义（创建一个变量）了一个变量后，相当于在内存中得到一个格子，这个格子的名字就是变量名，以后访问这个内存格子就是使用该变量名就行了。这就是变量的本质。
数组的两种访问方式：1.下标式访问 2.指针式访问
数组下标只是表象，实际上编译器是将数组下标转换为指针式进行访问的。