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C语言——数组

<雨落星辰> 2024-06-17 10:13:42

简介C语言——数组

哈喽，大家好，今天我们要学习的是数组的相关知识。

1.什么是数组

数组是类型相同的数据元素的集合，是C语言中的一种构造数据类型，这些元素会顺序地储存在内存的某段区域。

简单来说：数组是一组相同类型元素的集合

2.一维数组

下面，我们开始学习一维数组：

2.1一维数组的创建和初始化

数组的创建

如何来创建一个一维数组呢？

根据上面的表达式，我们来创建一个int类型的数组吧：

字符型数组的创建：

在创建了简单的一维数组后，我们来看看下面的创建方法是否正确：

当我们在VS2022上运行时，编译器产生了报错，显然上面创建数组的方法是错误的。

在上面报错中，显示“应输入常量表达式” ，因此数组后面方括号内的值不能使用变量表达式。

这里涉及到了C语言标准的问题：

在C99标准之前，数组的大小只能是常量表达式

在C99标准中引入了变长数组的概念，使得数组在创建的时候可以使用变量，带这样的数组不能初始化。

在VS2022编译器中不支持C99中的变长数组，因此会报错。

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）。例如：

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。

完全初始化：

不完全初始化，剩余元素默认都是0：

如果在创建数组的同时进行初始化，则可以省略数组大小，数组大小就是元素的个数

注意：省略数组大小，数组必须初始化。

字符数组的初始化方式：

arr1和arr2的大小有有所不同的：

2.2一维数组的使用

C语言规定，数组的每个元素都有对应的下标，而且下标都是从0开始的

我们可以通过下标来访问数组元素，例如 arr[5] 的值就等于 6

用循环遍历所有下标，就可以打印出数组的所有元素：

程序走起：

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。

2.3一位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:

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

通过上述代码，我们可以将一个整型数组中所有元素的地址打印出来：

仔细观察输出的结果，我们知道，随着数组下标的增长，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。

3.二维数组

学完一维数组，我们开始学习二维数组：

假如我们想要存放多组数据，我们就需要用到二维数组了

3.1二维数组的创建和初始化

创建二维数组：

二维数组的初始化：

在一维数组里我们已经知道，初始化就是在创建数组的同时给数组的内容一些合理初始值，二维数组也如此：

我们可以把每组大括号看成是一位数组。

当然，只用一组大括号也可以完成二维数组的初始化：

或者是这样初始化：

当然，不建议使用这种初始化方法，因为不便于我们直接观察数组元素的值。

二维数组初始化了，行是可以省略的，但列是不能省略的

行和列都省略编译器报错：

可以省略行，不能省略列：

4.2二维数组的使用

二维数组的行和列都是从0开始的，通过行号和列号可以访问数组中某个元素的值：

打印所有元素只需要两层for循环遍历：

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

4.3二位数组在内存中的存储

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

如果我们将上面二维数组每个元素的地址给打印出来，我们会得到下图的结果：

事实上，二维数组的每个元素在内存中都是连续存放的，列决定了每一行有多少个元素，所以行可以省略的，列不能省略。

4.数组越界

数组的下标是有范围限制的。

数组的下标规定是从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

这是数组越界访问的例子：

#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 ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

程序输出的结果如下，其中最后一个值是是由于数组越界的结果

5.冒泡排序

含优化的代码献上：

#include<stdio.h>
//冒泡排序——升序
void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
	int i = 0, j = 0;
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		//优化代码
		int flag = 1;
		for (j = 0; j < sz - i - 1; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				//交换
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
				flag = 0;
			}
		}
		if (flag == 1)
		{
			break;
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		scanf("%d", &arr[i]);
	}
	//排序
	bubble_sort(arr, sz);
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

对数组名的理解：