C语言教程——数组(1)


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系列文章目录

前言

1、一维数组的创建和初始化

1.1数组的创建

1.2数组的初始化

1.3一维数组的使用

总结

1.4一维数组在内存中的存储

2、二维数组的创建和初始化

2.1二维数组的创建

 2.2二维数组的初始化

2.3二维数组的使用

2.4二维数组在内存中的存储

3、数组越界

总结


前言

本篇文章开启数组的学习。


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 是一个常亮表达式,用来指数组的大小

类似下面的:

 根据实际情况,假如我要一个空间放5个的字符类型的名字为arr的数组:

char arr2[5];

类型为双精度浮点数放八个名字为arr3的数组:

double arr3[8];

 可以指定元素类型,元素个数和名称。

数组创建的时候里面放置一个常量(标准形式)才可以,常量表达式也可以。

数组创建,在C99标准之前,[ ]中要给一个常亮才可以,不能使用变量,但在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。

当我们在VS里面用变量,就会报错,所以VS不支持这个变长数组的使用。

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)。

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。

完全初始化: 

int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

不完全初始化:

int arr2[10]={1,2,3};

不完全初始化的时候,后面没有给数的元素默认初始化为0.

没有指定数组元素个数:

int arr3[ ] ={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};

 编译器会根据初始化内容来确定数组的元素个数。

字符数组:

char arr6[3]={'a','b','c'};
char arr8[]="abc";
//四个元素,还有一个\0

 全局数组和全局变量一样,不初始化的话里面就是0。

1.3一维数组的使用

对于数组的使用我们之前就介绍了一个操作符,[ ] ,下标引用操作符,它其实就是数组访问的操作符。

 第一个元素下标为0,第二个元素下标为1,下标从0开始,依次往后涨。

int main( )
{
    int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int sz=sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    int i=0;
    for(i=0;i<sz;i++)
    {
        printf("%d ",arr[i]);//访问元素,里面可以是变量
    }
    return 0;
}

上述代码就是用 i 的值从0到9,利用 i 来访问下标,依次打印数组的下标。数组有一个非常好的优点,就是在知道下标的前提下,可以随时访问数组中的元素。

总结

1、数组是使用下标来访问的,下标是从0开始的。

2、数组的大小可以通过计算得到

1.4一维数组在内存中的存储

我们根据以下代码来打印内存地址:

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("&arr[%d] = %p\n ", i,&arr[i]);//访问元素,里面可以是变量,打印地址
    }
    return 0;
}

最后运行结果:

这里面十六进制C对应的是12,所以上面地址之间通通差4。

所以可以知道,一维数组在内存中是连续存放的,随着数组下标的增长,地址是由低到高变化的。

 只要我们知道起始位置,就可以访问其余的元素。

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;
    int* p=&arr[0];
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d", *(p+i));//访问元素,通过地址来访问元素
    }
    return 0;
}

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];

如上所示,创建整形3行4列名字为arr的二维数组,创建字符类型三行五列名字为arr的二维数组,创建双精度浮点数二行四列名字为arr的二维数组。 

如果给出下列代码,我们该如何理解:

int main( )
{
    int arr[3][4];

    return 0;
}

 这就是三行四列。

 2.2二维数组的初始化

int main( )
{
    int arr[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};

    return 0;
}

 给arr这个二维数组中传入元素,如下图:

如果我们这放不满(不完全初始化),只放入12345:

int main( )
{
    int arr[3][4]={1,2,3,4,5};

    return 0;
}

我们如果想要在每行放入不同数字,想要在固定位置放入数字,那么就可以把每行认为成一个一维数组,通过一维数组来规定每一行的数组元素放什么。

int main()
{
    int arr[3][4]={ {1,2},{3,4},{5,6} };
    return 0;
}

上述代码把数据传进去后就是下面这样的: 

 注意:二维数组如果有初始化,行可以省略,列不能省略。

我们想象一下都能想出来,如果不放行的话,那么我们放入数的时候,想放多少就放多少,因为有列,限制了这些数的存放,而列不放入的时候,那么后面该如何放呢,一行该放多少呢。

2.3二维数组的使用

二维数组也是通过下标的方式进行访问数据。

就像下面的代码:

int main( )
{
    int arr4[][2]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int i=0;
    for(i = 0; i < 5 ; j++)
    {
        printf("%d",arr4[i][j]);
    }
    printf("\n");
}

这就是通过下标来打印出这个不定义行的二维数组。打印结果如下图:

绿色的是下标,比如1对应的就是 arr4[0][0],以此类推,因为就九个数,所以他最后一个为0。i就是行,j就是列。

2.4二维数组在内存中的存储

我们通过定义一个三行四列的二维数据来了解怎么储存的:

#include <stdio.h>
int main()
{
	int arr[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
		}
	}
	return 0;
}

代码执行结果就是:

因为C是12,所以每一个整形之间差了4,我们可以看见每一个地址与地址之间都差4,二维数组好像在内存中也是连续储存的。

我们以为它在内存中是这样的:

但是实际上它是这样的:

假想中是多上多列的,但是在内存中还是连续储存的。 

这时候就可以想到刚才说列为什么不能省略了,如果没有列,那么我们就不知道一行放多少,那么第二行该从什么时候开始放。

我们从上面就可以把这个三行四列的二维数组看成一个有12个元素的一维数组。

当我们访问第一行的元素时,都是arr [ 0 ][ j ],j从0到3;第二行的时候,arr [ 1 ][ j ],j从0到3;第三行的时候,都是arr [ 2 ][ j ],j从0到3。

可以把二维数组想成一维数组,而一维数组中每个元素又是一个一维数组。

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,那么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小标的越界检查,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,所以程序员写代码的时候,最好自己做越界的检查。

有的时候越界后,编译器并不会出现错误,但是会打印出来随机值,因为我们知道打印出来随机值就可能是越界访问了。

如果出现一个弹窗,弹窗说-Stack around the variable 'arr' was corrupted.那么就果断的判断它是越界了。类似这样的都是越界,就应该回去检查写出来的代码。


总结

本篇文章讲解了一维数组和二维数组的初始化以及使用,还有一些储存的方式,个人感觉数组还是非常重要的,大家可以多多练习。

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