C 语言数组与函数：核心要点深度剖析与高效编程秘籍

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目录

1. 引言
2. 数组基础
   2.1 数组的定义与初始化
   2.2 一维数组的基本操作
   2.3 二维数组及其应用
   2.4 数组与指针的关系
3. 函数基础
   3.1 函数的定义与调用
   3.2 函数参数传递（值传递与指针传递）
   3.3 函数与数组的结合
4. 高级应用
   4.1 数组排序与查找
   4.2 数组作为函数返回值
   4.3 字符数组与字符串操作
5. 项目实践：学生成绩管理系统

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1. 引言

数组，作为一种能够集中存储多个相同类型数据元素的容器，赋予了我们处理批量数据的强大能力。想象一下，在处理一系列学生成绩、员工工资或者传感器采集到的大量数据时，数组就像一个整齐有序的仓库，让数据的组织与管理变得井井有条。通过简洁的下标索引，我们可以快速定位和访问其中的任意元素，如同在仓库中精准找到特定的货物一般便捷。

而函数，则是 C 语言的灵魂所在。它犹如一位技艺精湛的工匠，将一段具有特定功能的代码封装起来，使其可以在程序的不同角落被反复调用。函数不仅提高了代码的复用性，避免了重复代码的冗余书写，还极大地增强了程序的可读性与可维护性。当我们需要执行某个特定任务，如计算数学公式、处理文件读写或者实现某种复杂的算法逻辑时，函数就会挺身而出，以其模块化的特性让程序的结构更加清晰明了，就像将一个庞大的机器分解成一个个独立运作且功能明确的部件。

当数组与函数携手共进时，它们所释放出的能量更是超乎想象。函数可以接收数组作为参数，对数组中的数据进行加工处理，从而实现各种复杂的数据操作与业务逻辑。这种协同合作的模式，让 C 语言能够轻松应对从简单数据处理到大型系统开发的各类挑战。在接下来的探索之旅中，我们将深入 C语言数组与函数的神秘世界，揭开它们的层层奥秘，领略其在编程艺术中的无穷魅力与巨大潜力，逐步掌握构建高效、健壮程序的精髓所在。
本文将通过详尽的解释和代码示例，帮助你全面掌握数组和函数，并学习如何结合两者实现复杂功能。

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2. 数组基础

2.1 数组的定义与初始化

数组是同类型数据的集合，可以使用以下语法定义和初始化数组：

type array_name[size];

示例代码

#include <stdio.h>int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 初始化printf("First element: %d\n", arr[0]); // 访问第一个元素return 0;
}

注意

• 数组下标从0开始。
• 如果未完全初始化，未赋值的元素默认为0。

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2.2 一维数组的基本操作

遍历数组

#include <stdio.h>int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]);}return 0;
}

数组求和

#include <stdio.h>int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = 0;for (int i = 0; i < 5; i++) {sum += arr[i];}printf("Sum = %d\n", sum);return 0;
}

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2.3 二维数组及其应用

二维数组用于存储表格或矩阵数据，定义方式如下：

type array_name[rows][columns];

示例代码

#include <stdio.h>int main() {int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};for (int i = 0; i < 2; i++) {for (int j = 0; j < 3; j++) {printf("matrix[%d][%d] = %d\n", i, j, matrix[i][j]);}}return 0;
}

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2.4 数组与指针的关系

数组名本质上是指向第一个元素的指针。

示例代码

#include <stdio.h>int main() {int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};int *ptr = arr;printf("First element: %d\n", *ptr);printf("Second element: %d\n", *(ptr + 1));return 0;
}

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3. 函数基础

3.1 函数的定义与调用

函数是实现代码复用的关键工具。

示例代码

#include <stdio.h>int add(int a, int b) {return a + b;
}int main() {int result = add(5, 10);printf("Sum = %d\n", result);return 0;
}

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3.2 函数参数传递

值传递

函数接收的是实参的副本，原值不会改变。

#include <stdio.h>void modify(int x) {x = 100;
}int main() {int num = 10;modify(num);printf("num = %d\n", num); // 输出 10return 0;
}

指针传递

函数接收的是指针，能修改原值。

#include <stdio.h>void modify(int *x) {*x = 100;
}int main() {int num = 10;modify(&num);printf("num = %d\n", num); // 输出 100return 0;
}

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3.3 函数与数组的结合

数组作为函数参数

#include <stdio.h>void printArray(int arr[], int size) {for (int i = 0; i < size; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};printArray(arr, 5);return 0;
}

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4. 高级应用

4.1 数组排序与查找

冒泡排序

#include <stdio.h>void bubbleSort(int arr[], int size) {for (int i = 0; i < size - 1; i++) {for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}
}int main() {int arr[5] = {5, 2, 9, 1, 5};bubbleSort(arr, 5);for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", arr[i]);}return 0;
}

线性查找

#include <stdio.h>int linearSearch(int arr[], int size, int key) {for (int i = 0; i < size; i++) {if (arr[i] == key) {return i;}}return -1;
}int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int key = 3;int index = linearSearch(arr, 5, key);if (index != -1) {printf("Element found at index %d\n", index);} else {printf("Element not found\n");}return 0;
}

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4.2 数组作为函数返回值

C语言中，数组不能直接作为函数返回值，但可以通过指针或动态分配实现。

动态分配数组

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int* createArray(int size) {int *arr = (int *)malloc(size * sizeof(int));for (int i = 0; i < size; i++) {arr[i] = i + 1;}return arr;
}int main() {int *arr = createArray(5);for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", arr[i]);}free(arr); // 释放内存return 0;
}

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4.3 字符数组与字符串操作

字符串反转

#include <stdio.h>
#include <string.h>void reverseString(char str[]) {int n = strlen(str);for (int i = 0; i < n / 2; i++) {char temp = str[i];str[i] = str[n - i - 1];str[n - i - 1] = temp;}
}int main() {char str[] = "hello";reverseString(str);printf("Reversed: %s\n", str);return 0;
}

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5. 项目实践：学生成绩管理系统

该项目结合数组和函数实现一个简单的成绩管理系统，包括录入、显示和计算平均成绩。

完整代码

#include <stdio.h>void inputScores(int scores[], int size) {for (int i = 0; i < size; i++) {printf("Enter score for student %d: ", i + 1);scanf("%d", &scores[i]);}
}void displayScores(int scores[], int size) {printf("Scores:\n");for (int i = 0; i < size; i++) {printf("Student %d: %d\n", i + 1, scores[i]);}
}float calculateAverage(int scores[], int size) {int sum = 0;for (int i = 0; i < size; i++) {sum += scores[i];}return (float)sum / size;
}int main() {int scores[5];inputScores(scores, 5);displayScores(scores, 5);float avg = calculateAverage(scores, 5);printf("Average score: %.2f\n", avg);return 0;
}

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