C语言数组【详解】

1. 一维数组的创建和初始化

1.1 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 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

数组创建的实例：

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，数组的大小可以使用变量指定，但是数组不能初始化。

1.2 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）。
看代码：

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’};
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。
但是对于下面的代码要区分，内存中如何分配

char arr1[ ] = “abc”;//包含/0
char arr2[3] = {‘a’,‘b’,‘c’};//不包含/0

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。
我们来看代码：

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };//该下标为 0，1，2，3，4，5，6，7，8，9printf("%d", arr[9]);return 0;
}

继续看接下来的代码（计算数组的元素个数）：

#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{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。

int arr[10];
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

1.4 一维数组在内存中的存储

接下来我们探讨数组在内存中的存储。
看代码：

#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;
}

*（p + 1）指的是将p + 1的内存解引用，取p + 1内存里面的元素个数

int main()
{int arr[10] = { 0 };int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);int* p = &arr[0];for (i = 0; i < sz; ++i){printf("%p = %p\n",p+i, &arr[i]);}return 0;
}

代码结果

仔细观察输出的结果，我们知道，随着数组下标的增长，地址由低到高增长，元素的地址，也在有规律的递增。
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。

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。
看代码：

#include <stdio.h>
int main()
{//int arr1[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};//int arr1[][4] = { {1,2},{3,4},{5,6} };//二维数组如果初始化，行是可以省略的，但是列不能//char arr2[5][6];////1  2  3  4 //5  6  7  8//9 10 11 12//int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };//printf("%d\n", arr1[1][2]);int i = 0;for (i = 0; i < 3; i++)//0 1 2{int j = 0;for (j = 0; j < 4; j++){printf("%-2d ", arr1[i][j]);}printf("\n");}return 0;
}

注意：%2d为右对齐，%-2d为左对齐。

2.4 二维数组在内存中的存储

像一维数组一样，这里我们尝试打印二维数组的每个元素。
看代码：

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[3][4] = {0};int i = 0;int j = 0;for (i = 0; i < 3; i++){for (j = 0; j < 4; j++){printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);}}return 0;
}

结果如下

图片模拟形成过程

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。

#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;
}

二维数组的行和列也可能存在越界。

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：我要实现一个冒泡排序（这里要讲算法思想）函数将一个整形数组排序。
那我们将会这样使用该函数

4.1 冒泡排序函数的错误设计

#include <stdio.h>
void bubble_sort(int arr[])
{int i = 0;int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//冒泡排序的趟数for (i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程int j = 0;for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}
}
int main()
{int arr[] = { 3,1,5,9,2,4,7,6,8,0 };//排序 - 升序//冒泡排序bubble_sort(arr);//arr是数组首元素的地址int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

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？

4.2 数组名是什么？

#include <stdio.h>
int main()
{
int arr[10] = {1,2，3,4,5};
printf("%p\n", arr);
printf("%p\n", &arr[0]);
printf("%d\n", *arr);
//输出结果
return 0;
}
//数组的地址加1会跳过整个数组。
//数组首元素地址加1只会跳过一个元素

结论：

数组名是数组首元素的地址
但是有2个例外：
sizeof(数组名)，数组名如果单独放在sizeof内部，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小。
&数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址
除此之外，遇到的所有的数组名都输数组首元素的地址。
数组的地址加1会跳过整个数组。
数组首元素地址加1只会跳过一个元素。

int main()
{int arr[10] = { 0 };printf("%p\n", arr);printf("%p\n", arr+1);printf("%p\n", &arr[0]);printf("%p\n", &arr[0]+1);printf("%p\n", &arr);printf("%p\n", &arr+1);//printf("%d\n", sizeof(arr));//40return 0;
}

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。

#include <stdio.h>
void bubble_sort(int *arr, int sz)
{int i = 0;//冒泡排序的趟数for (i = 0; i < sz - 1; i++){//一趟冒泡排序的过程int j = 0;for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++){if (arr[j] > arr[j + 1]){int tmp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = tmp;}}}
}
int main()
{int arr[] = { 3,1,5,9,2,4,7,6,8,0 };//排序 - 升序//冒泡排序int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);bubble_sort(arr, sz);//arr是数组首元素的地址int i = 0;for (i = 0; i < 10; i++){printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

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