C语言高级教程-C语言数组(三)

本文的编译环境

本文的编译环境使用的是集成开发环境：Visual Studio 2019

Visual Studio 2019官网链接如下

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Visual Studio 2019集成的开发环境的特点有

• Visual Studio 2019默认安装Live Share代码协作服务。
• 帮助用户快速编写代码的新欢迎窗口、改进搜索功能、总体性能改进。
• Visual Studio IntelliCode AI帮助。
• 更好的Python虚拟和Conda支持。
• 以及对包括WinForms和WPF在内的.NET Core 3.0项目支持等 。

一、前文：C语言数组(一、二)的链接

1.1、C语言数组一文章链接

在C语言数组(一)的教程中，简单的介绍了如下的几点

• 介绍如何在C语言程序中使用数组。
• 后在编写程序使用数组时，如何通过一个名称来引用一组数值。
• 通过程序实例来掌握了C语言一维数组的定义，使用方法。

C语言数组(一)的文章链接如下所示

文章：C语言数组(一)

1.2、C语言数组二文章链接

在C语言数组(二)的教程中，简单的介绍了如下的几点

• 介绍了C语言高级编程的数组的寻址方法。
• 通过几个实例程序来掌握C语言数组寻址的应用。

C语言数组(二)的文章链接如下所示

文章：C语言数组(二)

二、数组的初始化

2.1、数组的初始化的几种方式

• 可以给数组的元素指定初值，这可能只是为了安全起见。预先确定数组元素的初始值，更便于查找错误。
• 为了初始化数组的元素，只需在声明语句中，在大括号中指定一列初值，它们用逗号分开。

例如:

	double values[5] = {
    
     1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5 };

• 这个语句声明了一个包含5个元素的数组value。
• values[0]的初值是 1.5, value[1]的初值是2.5，依此类推。
• 要初始化整个数组，应使每个元素都有一个值。
• 如果初值的个数少于元素数，没有初值的元素就设成0。

因此如果编写

    double values1[5] = {
    
     1.5, 2.5, 3.5 };

• 前3个元素用括号内的值初始化，后两个元索初始化为0。
• 如果没有给元素提供初值，编译器就会给它们提供初值0，所以初值提供了一种把整个数组初始化为0的简单方式。

只需要给一个元素提供0:

    double values2[5] = {
    
     0.0 };

• 整个数组就初始化为0.0。
• 如果初值的个数超过数组元素的个数，编译器就会报错。

在指定一列初始值时， 不必提供数组的大小，编译器可以从该列值中推断出元素的个数。

    int primes[] = {
    
     2, 3,5, 7,11, 13, 17, 19,23, 291 };

• 上述语句中的数组大小由列表中的初始值个数来确定，所以primes数组有10个元素。

三、数组和地址

3.1、数组和地址的关系

下面声明了一个包含4个元素的数组:

long number[4];

• 数组名称number指定了存储数据项的内存区域地址，把该地址和索引值组合起来就可以找到每个元素，因为索引值表示各个元素与数组开头的偏移量。
• 声明一个数组时，要给编译器提供为数组分配内存所需的所有信息，包括值的类型
  和数组维，而值的类型决定了每个元素需要的字节数。
• 数组维指定了元素的个数。
• 数组占用的字节数是元素个数乘以每个元素的字节数。
• 数组元素的地址是数组开始的地址，加上元素的索引值乘以数组中每个元索类型所需的字节数。

如下所示是数组变量保存在内存中的情形。

数组在内存中 的组织方式

• 获取数组元素地址的方式类似于普通变量。对value 整数变量
• 可以用以下语句输出它的地址:

    printf("数组value的地址是%p\n", &values);

• 要输出number数组的第3个元素的地址，可以编写如下代码:

    printf("\n数组number的第三个元素的地址是%p%p\n\n", &number[2]);

3.2、输出数组的地址值

• 下面的代码段设置了数组中的元素值，然后输出了每个元素的地址和内容。

int data[5];
for (unsigned int i=0;i<5; ++i)
data[i] = 12*(i + 1);
printf ("data[&d] Address: 易p Contents: d\n"， i, &data[i], data[i]) ;

• for循环变量i遍历了data数组中的所有合法索引值。
• 在这个循环中，位于索引位置i上的元素值设置为12*(i+1)。
• 输出语句显示了当前的元素及其索引值，由i的当前值决定的数组元素的地址，以及存储在元素中的值。

上面的程序调试结果输出如下

数组value的地址是00CFF814

数组number的第三个元素的地址是00CFF77400491023

数组data[0] 的地址是: 00CFF750, 数组data[0]的数据是: 12
数组data[1] 的地址是: 00CFF754, 数组data[1]的数据是: 24
数组data[2] 的地址是: 00CFF758, 数组data[2]的数据是: 36
数组data[3] 的地址是: 00CFF75C, 数组data[3]的数据是: 48
数组data[4] 的地址是: 00CFF760, 数组data[4]的数据是: 60

请按任意键继续. . .

• i 的值显示在数组名后面的括号中。
• 每个元素的地址都比前一个元素大4，所以每个元素占用4个字节。

四、确定数组的大小

4.1、sizeof运算符确定数组的大小

• sizeof运算符可以计算出指定类型的变量所占用的字节数。
• 对类型名称应用sizeof运算符。

如下:

   // 输出字节数
    printf("long类型变量的大小为%zu 字节。\n", sizeof(long));

• sizeof运算符后类型名称外的括号是必需的。

• 如果漏了它，代码就不会编译。

• 也可以对变量应用sizeof运算符，它会计算出该变量所占的字节数。

• sizeof运算符生成size_ t类型的值，该类型取决于实现代码，一般是无符号的整数类型。

• 如果给输出使用

%u

• 说明符，编译器又把size_t定义为unsigned long或者unsigned long long，编译器就可能发出警告：使用%u说明符不匹配print()函数输出的值。
• 使用%u会消除该警告消息。

4.2、sizeof运算符输出数组所占的字节数

• sizeof运算符也可以用于数组。下面的语句声明一个数组:

double values[5] = ( 1.5, 2.5，3.5，4.5， 5.5 };

可以用下面的语句输出这个数组所占的字节数:

	// 输出数组字节数
    printf("\n数组values的大小为%zu 字节。\n", sizeof(values));

调试结果输出如下

数组value的地址是00B3F7B0

数组number的第三个元素的地址是00B3F71000631023

数组data[0] 的地址是: 00B3F6EC, 数组data[0]的数据是: 12
数组data[1] 的地址是: 00B3F6F0, 数组data[1]的数据是: 24
数组data[2] 的地址是: 00B3F6F4, 数组data[2]的数据是: 36
数组data[3] 的地址是: 00B3F6F8, 数组data[3]的数据是: 48
数组data[4] 的地址是: 00B3F6FC, 数组data[4]的数据是: 60

long类型变量的大小为4 字节。

数组values的大小为40 字节。
请按任意键继续. . .

• 也可以用表达式
• sizeof values[0]
• 计算出数组中一个元素所占的字节数。
• 这个表达式的值是8。当然，使用元素的合法索引值可以产生相同的结果。
• 数组占用的内存是单个元素的字节数乘以元素个数。
• 因此可以用sizeof运算符计算数组中元素的数目:

	size_t element_count = sizeof values / sizeof values[0];

• 执行这条语句后，变量element _count 就含有数组values中元素的数量。
• element. count声明为size t 类型，因为它是sizeof运算符生成的类型。
• 可以将sizeof运算符应用于数据类型，所以可以重写先前的语句，计算数组元素的数量。

如下所示

	size_t elementCount = sizeof values / sizeof(double);

• 这会得到与前面相同的结果，因为数组的类型是double, sizeof(double)会得到元素占用的字节数。
• 有时偶尔会使用错误的类型，所以最好使用前一条语句。
• sizeof运算符应用于变量时不需要使用括号，但一般还是使用它们。

4.3、sizeof运算符运用到for循环中

前面的例子可以编写为如下所示

	double values[5] = {
    
     1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5 };
	size_t element_count = sizeof values / sizeof values[0];
	printf("\n数组values的大小为%zu 字节。\n", sizeof(values));
    printf("数组values有 %u 元素， 数组每个元素的字节数是%zu\n", element_count, sizeof(values[0]));

这些语句的输出如下

数组value的地址是00EFFC1C

数组number的第三个元素的地址是00EFFB7C00491023

数组data[0] 的地址是: 00EFFB58, 数组data[0]的数据是: 12
数组data[1] 的地址是: 00EFFB5C, 数组data[1]的数据是: 24
数组data[2] 的地址是: 00EFFB60, 数组data[2]的数据是: 36
数组data[3] 的地址是: 00EFFB64, 数组data[3]的数据是: 48
数组data[4] 的地址是: 00EFFB68, 数组data[4]的数据是: 60

long类型变量的大小为4 字节。

数组values的大小为40 字节。

数组values的大小为40 字节。
数组values有 5 元素， 数组每个元素的字节数是8
请按任意键继续. . .

在使用循环处理数组中的所有元素时，可以使用sizeof 运算符。

例如:

	doub1e values[5] = {
    
     1.5, 2.5， 3.5， 4.5， 5.5 };
	double sum = 0.0;
	for (int i = 0; i < sizeof(values) / sizeof(values[0]); i++)
    {
    
    
        sum += values[i];
    }
    printf("\n数组values中的这些值的和为 %.2f\n\n", sum); 

这些语句的调试结果输出如下

数组value的地址是00D3FE0C

数组number的第三个元素的地址是00D3FD6C00211023

数组data[0] 的地址是: 00D3FD48, 数组data[0]的数据是: 12
数组data[1] 的地址是: 00D3FD4C, 数组data[1]的数据是: 24
数组data[2] 的地址是: 00D3FD50, 数组data[2]的数据是: 36
数组data[3] 的地址是: 00D3FD54, 数组data[3]的数据是: 48
数组data[4] 的地址是: 00D3FD58, 数组data[4]的数据是: 60

long类型变量的大小为4 字节。

数组values的大小为40 字节。

数组values的大小为40 字节。
数组values有 5 元素， 数组每个元素的字节数是8

数组values中的这些值的和为 17.50

请按任意键继续. . .

• 这个循环将数组中所有元素的值加起来。
• 使用sizeof运算符计算数组中的元素个数，可以确保无论数组的大小如何，循环变量i的上限总是正确的。

五、完整程序

本文的完整程序如下所示

5.1 Main.h 文件程序

#pragma once

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

5.2 Main.c 文件程序

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include "Main.h"

int main()
{
    
    
    system("color 3E");


    // 定义数组
    double values[5] = {
    
     1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5 };


    double values1[5] = {
    
     1.5, 2.5, 3.5 };


    double values2[5] = {
    
     0.0 };


    int primes[] = {
    
     2, 3,5, 7,11, 13, 17, 19,23, 291 };

    long number[4];

    int data[5];

    double sum = 0;

    // 数组数组的地址
    printf("数组value的地址是%p\n", &values);

    printf("\n数组number的第三个元素的地址是%p%p\n\n", &number[2]);


    for (unsigned int i = 0; i < 5; ++i)
    {
    
    
        data[i] = 12 * (i + 1);

        printf("数组data[%d] 的地址是: %p, 数组data[%d]的数据是: %d\n", i, &data[i], i, data[i]);
    }
    printf("\n");

    // 输出字节数
    printf("long类型变量的大小为%zu 字节。\n", sizeof(long));

    // 输出数组字节数
    printf("\n数组values的大小为%zu 字节。\n", sizeof(values));


    size_t element_count = sizeof values / sizeof values[0];

    size_t elementCount = sizeof values / sizeof(double);


    /*double values[5] = { 1.5, 2.5,3.5, 4.5, 5.5 };
    size_t element_count = sizeof values / sizeof values[0];*/
    printf("\n数组values的大小为%zu 字节。\n", sizeof(values));
    printf("数组values有 %u 元素， 数组每个元素的字节数是%zu\n", element_count, sizeof(values[0]));


    for (int i = 0; i < sizeof(values) / sizeof(values[0]); i++)
    {
    
    
        sum += values[i];
    }
    printf("\n数组values中的这些值的和为 %.2f\n\n", sum); 

    system("pause");
    return 0;
}

六、总结

本文主要介绍了C语言高级编程的数组的初始化的几种方法。
介绍了数组和地址之间的关系。
介绍了怎么样确定数组的大小。
介绍了sizeof怎么样确定数组大小。
通过实例程序来掌握C语言数组与地址的应用。

本文到这里就结束啦。
希望本文的C语言数组的初始化、数组和地址、确定数组的大小教程。
能对你有所帮助。