C语言详解：数组

这是我参与11月更文挑战的第5天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战

数组

一维数组

创建

定义

数组是一组相同类型的元素的集合。那数组的语法形式：

C复制代码type_t arr_name [const_n]
//如：
int arr[10];

type_t 指的是数组元素的类型。

const_n 指的是一个常量表达式，用来指定数组的大小。

此时运行程序的话，系统会报一个警告：未初始化变量。打开调试就会发现系统默认填入一些无意义的数据。

当然全局数组的话，系统默认初始化为0；

C复制代码int arr[10];// 0 0 ... 0
int main(){
  return 0;
}

创建实例

C复制代码//1.	
int arr[10];
//2.
int count = 10;
int arr2[count];//这样的创建数组可不可以呢？
//3.
float arr3[20];//浮点型数组
char ch[10];

数组的创建必须要[]使用常量，不能使用变量。（ps：虽然C99支持变长数组，但一般用常数创建就已经够用了）同样，我虽然用const_n表示常量，但可千万不要误会为const修饰的变量哦。

为什么呢？

因为数组控制不好容易越界访问非法内存，用变量的话风险太大，所以一直以来都是用常量创建数组的。

初始化

初始化，顾名思义，在创建数组的同时给予一些合理的初识值。如：

C复制代码int arr[10] = { 1,2,3 };//不完全初始化

这种是不完全初始化，剩余的元素默认是0

C复制代码int arr2[] = { 1,2,3,4 };//利用初始化内容，指定数组大小

这种是省略数组的const_n常量表达式

由初始化内容指定数组的大小

那下面这三个有什么不同呢？

第一种是用字符串初始化数组，字符串有\0作为结束标志，虽不算字符串内容，但是可以说是字符串与生俱来的，所以它也被初始化作为数组内容。a b c \0

第二种和第三种是一样的，因为数组元素类型是字符型，且字符'b'的ACSII码值是98，自动将98解析为字符。a b c

使用

数组的访问是通过下标来访问的，默认下标是从0开始。通过下标引用操作符[]我们可以访问到数组元素。

C复制代码int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
//数组的下标是从0开始的0~9
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//10
for (int i = 0; i < sz; i++)
{
    printf("%d ", arr[i]);
}
//1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

对于sizeof操作符，sizeof(arr)，即sizeof+数组名，指的是计算整个数组的大小，算出来是40，然后sizeof(arr[0])是计算数组首元素的大小为4，这样一除就是元素个数啦。

使用变量sz，可以灵活的改变数组的大小，就不用再更改循环条件了。

总结：

1. 数组是通过下标访问的，下标从0开始
2. 数组的大小可以通过计算得到

内存存储

通过printf("&arr[%d]=%p\n", i,&arr[i]);这样的语句我们可以看到该数组在内存中的存储情况。

很明显的是，数组在内存中是连续存放的。

右边是十六进制的内存编号，可以看见每一个元素之间都相差4个字节，而一个整型元素正好占4个字节。

所以数组在内存中是连续存放的，随着数组下标的增长，地址也在增长，这也正是为什么指针变量+1，可以访问到下一个数组元素。

所以数组的本质是什么？

一组内存中连续存放的相同类型的元素。

二维数组

创建

c复制代码type_t arr_name[const_n][const_n]
//
int arr[3][5];//3行5列
char ch[4][7];//4行5列
double arr2[2][4]//2行4列

如上述代码所示：二维数组的语法结构就是，类型+数组名+[行][列]。

如图所示，二维数组在理解上就是这样的3行5列类似于表格的东西。就像线性代数里的矩阵，矩阵的定义就是一组数组成数表。

初始化

c复制代码//1.
int arr1[3][5] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11 };

//2.
int arr2[3][5] = { {1,2},{3,4},{5,6,7} };

1. 第一种初始化，先一行一行填入，第一行是1 2 3 4 5，第二行是6 7 8 9 10，第三行不够就补零11 0 0 0 0 。
2. 第二种的话，把每一行看成一个一维数组，不够的话还是补零，即第一行1 2 0 0 0 ，第二行3 4 0 0 0 ，第三行5 6 7 0 0 。

c复制代码char ch1[2][4] = { 'a','b' };
char ch2[2][4] = { {'a'},{'b'} };
char ch3[3][4] = { "abc","def","gh" };

当然用字符串去初始化二维数组的话，也是需要注意\0的问题。

第一行：a b c \0 ；第二行：d e f \0；第三行：g h \0 0

省略

c复制代码int arr2[][5] = { {1,2},{3,4},{5,6,7} };

像这样省略行可以，但是不能省略列。

行数可以根据初始化内容来规定，但如果列省略了就会造成歧义。

当然，省略必须在已经初始化的前提之下，不然行和列一概不知，怎么分配空间呢？

使用

当然二维数组同样是用下标访问数组内容的，也是从0开始。如：

我们要去访问这个二维数组的话，我们当然是用两次循环遍历这个数组。

内存存储

当然我们也可以用同样的办法打印出每个元素的地址，如：

• 我们还是能发现每一个元素都是在内存中连续存放的。

这样的话，二维数组在内存中的存储形式便是大家想象中的二维的形式，把每一行理解为一个一维数组，这样的话二维数组在内存中的存储形式还是一维的。如下图的对比：

• 从这里我们也可以理解到，二维数组的初始化里，为什么可以省略行不能省略列。

把行省略了，但是我们知道列，一个一个填满就是了，能填到多少行就有多少行。

理解方式

• 对于二维数组，我们可以理解为每一行为一个元素的一维数组，该一维数组的每一个元素又是一个一维数组。

如数组arr[3][5] ，是有3个元素的一维数组，每个元素是一个有5个元素的一维数组。

指向二维数组的指针+1，指向的是下一行。

对于二维数组在内存存储形式的理解还是很重要的，有了这样的思想，我们就可以通过指针遍历得到数组元素，如：

c复制代码int arr[3][5] = { {1,2,3},{4,5,6},{7,8} };
int* p = &arr[0][0];
for (int i = 0; i < 15; i++)
{
    printf("%d ", *p++);//1 2 3 0 0 4 5 6 0 0 7 8 0 0 0
}

数组越界问题

定义

数组通过下标访问，那么下标也就可以控制数组的访问范围。在数组前后进行访问的话，就是非法访问内存，即数组越界。

c复制代码//1 2 3 4 5 -858993460
int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
for (int i = 0; i <= 5; i++)//越界访问到第6个
{
    printf("%d ", arr[i]);
}

数组越界访问到最后一个元素之后的一块内存，这就属于越界访问，-858993460是vs2019自动生成的随机值。

一般编译器是不会去检查数组越界访问的情况（vs2019太先进），所以我们就要有意识的主动检查。如果编译器提示这样的错误信息，那么一般就是数组越界了：

数组作函数参数

在写代码时，我们经常会将数组作为参数，比如接下来的两个应用实例，那么我们这里以冒泡排序的实现作为案例。
在写代码时，我们经常会将数组作为参数，比如接下来的两个应用实例，那么我们这里以冒泡排序的实现作为案例。

排序算法一般有四种：冒泡排序、选择排序、插入排序和快速排序。

冒泡排序的核心思想：两两相邻的元素进行比较。

• 一趟冒泡排序搞定一个数字，让其来到最终的位置上。
• nnn 个元素，则总共需要 n−1n-1n−1 趟冒泡排序，每一趟排序需要进行 n−1−in-1-in−1−i 次判断大小。如分析图所示：
  

c复制代码void Print(int* arr, int sz)
{
	for (int i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *arr++);
	}
}
void Sort(int arr[],int sz)//int* arr
//数组作形参本质是指针
{
	//int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//err//用指针的sizeof值除以另一个值 = 4 / 4 = 1
	for (int i = 0; i < sz - 1; i++)//n-1趟
	{
		for (int j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//n-1-i次
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])//目标升序
			{
				//交换
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 1,4,6,3,7,9,3,2,8,5 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//数组名单独放在sizeof中，表示整个数组
	//排序
	Sort(arr,sz);
	//打印
	Print(arr,sz);
	return 0;
}

1. 定义数组作形参时，本质上是指针。

void Sort(int *arr,int sz)本质上就是void Sort(int arr[],int sz)

所以Sort()函数内，sizeof(arr)也算的就是指针arr的大小，所以只能传参进去。

2. 数组名arr何时代表整个数组何时代表数组首元素地址呢？

* 代表整个数组的情况：



> 单独放在`sizeof`操作符内部时，如`sizeof(arr);`  。
> 
> 
> 写出`&arr`时，代表的是整个数组，但表面仍为首元素地址。
* 代表首元素地址的情况：



> 除上面两以外其他都是代表首元素的地址。

应用实例

笔者实在没时间写两个应用实例的博客，所以在此将思维导图奉上，一般照着思维导图写就没问题了。感谢李姐和支持~

数组的应用实例1：三子棋

数组的应用实例2：扫雷游戏

本文转载自: 掘金

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