【初阶C语言】数组(详解)_初始化


数组

  • 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
  • 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
  • 4. 数组作为函数参数
  • 4.1 冒泡排序函数的错误设计
  • 4.2 数组名是什么?
  • 4.3 冒泡排序函数的正确设计


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];

: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 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
	printf("%d", arr[9]);
	return 0;
}

【初阶C语言】数组(详解)_c语言_02


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

【初阶C语言】数组(详解)_初始化_03

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

【初阶C语言】数组(详解)_算法_04


图片模拟形成过程

【初阶C语言】数组(详解)_算法_05

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));//40
	return 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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