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C语言数组 一篇文章带你入门C语言:数组

AKA你的闺蜜   2021-08-03 我要评论
想了解一篇文章带你入门C语言:数组的相关内容吗AKA你的闺蜜在本文为您仔细讲解C语言数组的相关知识和一些Code实例欢迎阅读和指正我们先划重点:C语言入门,C语言数组下面大家一起来学习吧

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:

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

系统默认未初始化值

当然全局数组的话系统默认初始化为0

int arr[10];// 0 0 ... 0
int main(){
  return 0;
}

创建实例

//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:

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

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?

/字符串数组初始化示

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

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:

  • 数组是通过下标访问的下标从0开始
  • 数组的大小可以通过计算得到

内存存储

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

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

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]

二维数组描述示意图

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

//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} };
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 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 

二维数组初始化示意

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

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:

二维数组下标示意

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

循环遍历二维数组示例

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:

二维数组内存存储地址示例

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:

二维数组存储形式对比示意图

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:

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

//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:

数组越界访问报错示例

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

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
  • n n n 个元素则总共需要 n − 1 n-1 n−1 趟冒泡排序每一趟排序需要进行 n − 1 − i n-1-i n−1−i 次判断大小

如分析图所示:

冒泡排序示意图

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

三子棋脑图

数组的应用实例2:扫雷游戏

扫雷脑图

总结

本篇文章就到这里了希望能给你带来帮助也希望您能够多多关注的更多内容!


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