c语言中的数组基础

胆小的张万森

于 2024-11-03 23:58:42 发布

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分类专栏： C 文章标签： c语言数据结构开发语言

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1.数组的概念

数组是一组相同类型元素的集合:

数组中存放的是1个或者多个数据,但是数组元素个数不能为0

数组中存放的多个数据,类型相同

数组分为一堆数组和多维数组,多维数组一般比较多见的是二维数组

2.一堆数组的创建和初始化

2.1 数组创建

一维数组的基本语法

type arr_name[常量值];

存放数组的值被称为数组的元素,数组在创建时可以指定数组的大小和数组的元素类型

type指定的是数组中存放数据的类型,可以是:char short int float 等,也可以自定义的类型

arr_name指的是数组名的名字,根据实际情况

[]中的常量值是用来指定数组的大小的,这个数组的大小是根据实际的需求指定的

例如:我们想存储某个班级的人的数学成绩,那我们就可以创建一个数组,如下:

int math[20]

也可以根据需要创建其他类型和大小的数组:

char ch[8];
double score[10];

2.2 数组的初始化

有时候，数组在创建的时候，我们需要给定⼀些初始值，这种就称为初始化的。

那数组如何初始化呢？数组的初始化⼀般使⽤⼤括号，将数据放在⼤括号中。

//完全初始化
int arr[5] = {1,2,3,4,5};
//不完全初始化
int arr2[6] = {1};//第⼀个元素初始化为1，剩余的元素默认初始化为0
//错误的初始化 - 初始化项太多
int arr3[3] = {1, 2, 3, 4};

2.3 数组的类型

数组也是有类型的，数组算是⼀种⾃定义类型，去掉数组名留下的就是数组的类型。

如下：

int arr1[10];
int arr2[12];
char ch[5];

arr1数组的类型是 int [10]

arr2数组的类型是 int [12]

ch 数组的类型是 char [5]

3. ⼀维数组的使⽤

学习了⼀维数组的基本语法，⼀维数组可以存放数据，存放数据的⽬的是对数据的操作，那我们如何使⽤⼀维数组呢？

3.1 数组下标

C语⾔规定数组是有下标的，下标是从0开始的，假设数组有n个元素，最后⼀个元素的下标是n-1，下标就相当于数组元素的编号，如下：

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

数组	1	2	3	4	5	6	7	8	9
下标	0	1	2	3	4	5	6	7	8

在C语⾔中数组的访问提供了⼀个操作符 [] ，这个操作符叫：下标引⽤操作符。

有了下标访问操作符，我们就可以轻松的访问到数组的元素了，⽐如我们访问下标为7的元素，我们就

可以使⽤ arr[7] ，想要访问下标是3的元素，就可以使⽤ arr[3] ,如下代码：

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


结果是   8   和   4

3.2 数组元素的打印

接下来，如果想要访问整个数组的内容，那怎么办呢？

只要我们产⽣数组所有元素的下标就可以了，那我们使⽤for循环产⽣0~9的下标，接下来使⽤下标访问就⾏了。

如下代码

#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;

3.3 数组的输⼊

明⽩了数组的访问，当然我们也根据需求，⾃⼰给数组输⼊想要的数据，如下：

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++)
    {
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
return 0;
    //输出结果和输入结果相同

4. ⼀维数组在内存中的存储

有了前⾯的知识，我们其实使⽤数组基本没有什么障碍了，如果我们要深⼊了解数组，我们最好能了解⼀下数组在内存中的存储。

依次打印数组元素的地址:

#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("&arr[%d] = %p\n ", i, &arr[i]);
    }
    return 0;
}

//打印地址,占位符使用%p
此时得到的就是地址了,过于抽象,例如第一个便是 0133F8D0   与下一个永远差4

从输出的结果我们分析，数组随着下标的增⻓，地址是由⼩到⼤变化的，并且我们发现每两个相邻的元素之间相差4（因为⼀个整型是4个字节）。所以我们得出结论：数组在内存中是连续存放的。

数组	1	2	3	4	5	6	7	8	9
下标	0	1	2	3	4	5	6	7	8

5. sizeof 计算数组元素个数

在遍历数组的时候，我们经常想知道数组的元素个数，那C语⾔中有办法使⽤程序计算数组元素个数吗？

答案是有的，可以使⽤sizeof。sizeof 中C语⾔是⼀个关键字，是可以计算类型或者变量⼤⼩的，其实 sizeof 也可以计算数组的⼤⼩。

⽐如：

#include <stido.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    printf("%d\n", sizeof(arr));
    return 0;
}

为和是40呢?一个字符的大小是4,有10个,则是40

这⾥输出的结果是40，计算的是数组所占内存空间的总⼤⼩，单位是字节。

我们⼜知道数组中所有元素的类型都是相同的，那只要计算出⼀个元素所占字节的个数，数组的元素个数就能算出来。这⾥我们选择第⼀个元素算⼤⼩就可以。

#include <stido.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    printf("%d\n", sizeof(arr[0]));//计算⼀个元素的⼤⼩，单位是字节
    return 0;
}

接下来就能计算出数组的元素个数:

#include <stido.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);   总长度/单个长度,计算有多少个元素
    printf("%d\n", sz);
    return 0;
}

这⾥的结果是：10，表⽰数组有10个元素。

以后在代码中需要数组元素个数的地⽅就不⽤固定写死了，使⽤上⾯的计算，不管数组怎么变化，计算出的⼤⼩也就随着变化了

6. ⼆维数组的创建

6.1 ⼆维数组的概念

前⾯学习的数组被称为⼀维数组，数组的元素都是内置类型的，如果我们把⼀维数组做为数组的元

素，这时候就是⼆维数组，⼆维数组作为数组元素的数组被称为三维数组，⼆维数组以上的数组统为多维数组。

一维数组
1	1	2	3	4	5
int	int	int	int	int	int

二维数组
1	2	3	4	5
2	3	4	5	6
3	4	5	6	7
int	int	int	int	int

6.2 ⼆维数组的创建

那我们如何定义⼆维数组呢？语法如下

type arr_name[常量值1][常量值2]；
例如：
int arr[3][5];
double data[2][8];      [行][列]

解释：上述代码中出现的信息

• 3表⽰数组有3⾏

• 5表⽰每⼀⾏有5个元素

• int 表⽰数组的每个元素是整型类型

• arr 是数组名，可以根据⾃⼰的需要指定名字

data数组意思基本⼀致

7. ⼆维数组的初始化

在创建变量或者数组的时候，给定⼀些初始值，被称为初始化。

那⼆维数组如何初始化呢？像⼀维数组⼀样，也是使⽤⼤括号初始化的。

7.1 不完全初始化

int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};

0	1	2	3	4
1	1	2	0	0
2	0	0	0	0
3	0	0	0	0

0	1	2	3	4
1	0	0	0	0
2	0	0	0	0
3	0	0	0	0

7.2 完全初始化

int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7}

	0	1	2	3	4
0	1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6
2	3	4	5	6	7

7.3 按照⾏初始化

int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};

	0	1	2	3	4
0	1	2	0	0	0
1	3	4	0	0	0
2	5	6	0	0	0

7.4 初始化时省略⾏，但是不能省略列

int arr5[][5] = {1,2,3};
int arr6[][5] = {1,2,3,4,5,6,7};
int arr7[][5] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};

arr5
	0	1	2	3	4
0	1	2	3	0	0

arr6
	0	1	2	3	4
0	1	2	3	4	5
1	6	7	0	0	0

arr7
	0	1	2	3	4
0	1	2	0	0	0
1	3	4	0	0	0
2	5	6	0	0	0

8. ⼆维数组的使⽤

8.1 ⼆维数组的下标

当我们掌握了⼆维数组的创建和初始化，那我们怎么使⽤⼆维数组呢？

其实⼆维数组访问也是使⽤下标的形式的，⼆维数组是有⾏和列的，只要锁定了⾏和列就能唯⼀锁定数组中的⼀个元素。

C语⾔规定，⼆维数组的⾏是从0开始的，列也是从0开始的

1 int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7}

	0	1	2	3	4
0	1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6
2	3	4	5	6	7

图中最右侧的数字表⽰⾏号，第⼀⾏的数字表⽰列号，都是从0开始的，⽐如，我们说：第2⾏，第4列，快速就能定位出7

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
    printf("%d\n", arr[2][4]);
    return 0;
}
输出则为7

8.2 ⼆维数组的输⼊和输出

访问⼆维数组的单个元素我们知道了，那如何访问整个⼆维数组呢？
其实我们只要能够按照⼀定的规律产⽣所有的⾏和列的数字就⾏；以上⼀段代码中的arr数组为例，⾏的选择范围是0~2，列的取值范围是0~4，所以我们可以借助循环实现⽣成所有的下标

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
    int i = 0;//遍历⾏
    //输⼊
    for(i=0; i<3; i++) //产⽣⾏号
    {
        int j = 0;
        for(j=0; j<5; j++) //产⽣列号
        {
            scanf("%d", &arr[i][j]); //输⼊数据
        }
    }
    //输出
    for(i=0; i<3; i++) //产⽣⾏号
    {
        int j = 0;
        for(j=0; j<5; j++) //产⽣列号
        {
            printf("%d ", arr[i][j]); //输出数据
        }
        printf("\n");
    }
}

结果是1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 2 3 4 5
6 7 8 9 0
1 2 3 4 5

9. ⼆维数组在内存中的存储

像⼀维数组⼀样，我们如果想研究⼆维数组在内存中的存储⽅式，我们也是可以打印出数组所有元素的地址的。代码如下：

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

输出的结果来看，每⼀⾏内部的每个元素都是相邻的，地址之间相差4个字节，跨⾏位置处的两个元素（如：arr[0][4]和arr[1][0]）之间也是差4个字节，所以⼆维数组中的每个元素都是连续存放的。

如下图所⽰：

arr[0]
0	1	2	3	4
0	0	0	0	0

arr[1]
0	1	2	3	4
0	0	0	0	0

arr[2]
0	1	2	3	4
0	0	0	0	0

其实也就是二维数组的每一行在内存中连续存放

10. C99中的变⻓数组

在C99标准之前，C语⾔在创建数组的时候，数组⼤⼩的指定只能使⽤常量、常量表达式，或者如果我们初始化数据的话，可以省略数组⼤⼩。

如

int arr1[10];
int arr2[3+5];
int arr3[] = {1,2,3};

这样的语法限制，让我们创建数组就不够灵活，有时候数组⼤了浪费空间，有时候数组⼜⼩了不够⽤的。C99中给⼀个变⻓数组（variable-length array，简称 VLA）的新特性，允许我们可以使⽤变量指定数组⼤⼩。

请看下⾯的代码

int n = a+b;
int arr[n];   一般vs2024会发生报错,因为不支持

上⾯⽰例中，数组 arr 就是变⻓数组，因为它的⻓度取决于变量 n 的值，编译器没法事先确定，只

有运⾏时才能知道 n 是多少。变⻓数组的根本特征，就是数组⻓度只有运⾏时才能确定，所以变⻓数组不能初始化。它的好处是程序员不必在开发时，随意为数组指定⼀个估计的⻓度，程序可以在运⾏时为数组分配精确的⻓度。有⼀个⽐较迷惑的点，变⻓数组的意思是数组的⼤⼩是可以使⽤变量来指定的，在程序运⾏的时候，根据变量的⼤⼩来指定数组的元素个数，⽽不是说数组的⼤⼩是可变的。数组的⼤⼩⼀旦确定就不能再变化了。

遗憾的是在VS2022上，虽然⽀持⼤部分C99的语法，没有⽀持C99中的变⻓数组，没法测试；下⾯是我在gcc编译器上测试，可以看⼀下

#include <stdio.h>
int main()
{
    int n = 0;
    scanf("%d", &n);//根据输⼊数值确定数组的⼤⼩
    int arr[n];
    int i = 0;
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

第⼀次测试，我给n中输⼊5，然后输⼊5个数字在数组中，并正常输出

第⼆次测试，我给n中输⼊10，然后输⼊10个数字在数组中，并正常输出.

11. 数组练习

练习1：多个字符从两端移动，向中间汇聚

编写代码，演⽰多个字符从两端移动，向中间汇聚

#include <stdio.h>
int main()
{
    char arr1[] = "welcome to bit...";
    char arr2[] = "#################";
    int left = 0;
    int right = strlen(arr1)-1;  //对下标进行对应
    printf("%s\n", arr2);
    while(left<=right)             //
    {
        Sleep(1000);                //Sleep是系统的一个函数,执行系统命令
        arr2[left] = arr1[left];
        arr2[right] = arr1[right];
        left++;
        right--;
        printf("%s\n", arr2);
    }
    retutn 0;
}