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4. 二维数组的下标、元素存放、数组大小的特性与一维数组相同
前言
写完上一篇文章后，作者在构思后认为掌握了前三篇文章的内容后，如果直接做扫雷小游戏，有些细节还是不太好说明，所以这里继续介绍一些必要的知识点。即关于数组、函数、生成随机数的知识点
一、数组
1. 数组
数组是一组相同类型元素的集合,存放在数组内的值被称为数组的元素。
• 数组存放的元素个数不能为0个
• 数组存放的元素数据类型相同
• 可以分为一维数组和多维数组（2维及以上），最常用的是一维数组和二维数组。
2. 一维数组
1.创建语法
type arr_name[常量值];
//比如
int age[10];• type指定数组内存放元素的数据类型，可以是内置类型（如int，float，short，double，bool等等），也可以是自定义类型。
• arr_name是指数组的名字，可以根据定义标示符的规则自己创建。
• [ ]中的常量值表示创建的数组可以容纳多少个元素。不进行初始化时不能省略。
• 数组也是有类型的，是type[常量]类型，如图中的例子age数组的类型是int[10]
2. 初始化
type arr_name[常量]={元素，元素,..... };
//例如
int age1[1]={ 13 };
int age2[]={ 1,2,3,4 };
int age3[4]={1};上面的语法都是符合规则的，从中我们可以发现下面几个特性。
• 数组的初始化需要使用{ }来存放元素，元素的个数不能超过[ ]内常量的值
• 一维数组的初始化可以省略常量值，这时编译器会根据你初始化时存放元素的个数自动匹配数组的大小
• 初始化时若元素的个数小于数组的容量，那么空位将会进行默认初始化，对于int类型，会用0来填补空位（其他类型可以使用监视来查看）
3.数组下标
数组中有很多元素，如何精准地选取其中一个进行操作呢？此时需要引入数组下标的概念。下标就是表示这是数组中第几个元素的序号。
C语言规定，下标从0开始，数组有n个元素，就对应有n-1个下标。比如
4.使用数组中的元素
想对数组中的元素操作只需要写出数组名，再使用下标引用操作符[ ]，并写入元素对应的下标即可。比如
代码运行后打印了arr中下标为4的元素，即5。在对下标为4的元素输入了8后，打印出来的结果又变成了8。
5. 数组中元素的存放
数组中元素在内存中的存放是连续的，并且存放的地址通常是由低到高的。这是一个重要的特性。
这里用代码来验证，不理解没关系，后续文章中作者会介绍，只需知道这个特性即可。
6. 数组的大小
数组的大小由存放元素的数据类型和个数决定，是 元素类型大小*个数，即所有元素的大小之和。
可以用sizeof()得到，由此也实现了求出数组元素个数的方式，即sizeof(arr) / sizeof(arr[0])求得。
这里也顺便推荐下作者常用的一种在循环中使用数组的方式。
即先求得数组元素的个数count，然后让一个变量 i 从0开始，循环条件为 i < count，调整为 i++，这样就可以对数组中所有的元素一次操作。
3. 二维数组
1. 二维数组和多维数组
一个二维数组由多个一维数组组成。即二维数组的元素是一维数组。更高维的数组同理。
2. 二维数组的创建
type arr_name[常量值1][常量值2];
//如
int arr[2][3];• 常量值1表示行，常量值2表示列，例子中是一个有2行3列的二维数组。
• 其他规则与一维数组相同
3.二维数组的初始化
int age1[2][3]={ {1,2,3} , {4,5,6} };
int age2[2][3]={ 1,2,3,4 };
int age3[][3] ={ 1,2,3,4 };上面的语法都是符合规则的，从中我们可以发现下面几个特性。
• 第一种被成为完全初始化，再一次验证了二维数组的元素是一维数组。
• 从第二种可以发现，同样可以只初始化部分元素，剩余位置会进行默认初始化。元素会先按顺序先填第一行的每一列，再填入下一行（下面有图片说明）
• 从第三种中可以发现，在二维数组初始化时，行数可以省略，列数不能省略。这也好理解，上面我们有说，二维数组的元素是一维数组，列数也可以理解为这个一维数组中元素的个数；如果我们不归定一维数组中元素的个数，那究竟要向第一个一维数组中填入多少个元素后，再填入下一个数组呢？显然这是不确定的，编译器也不知道。
4. 二维数组的下标、元素存放、数组大小的特性与一维数组相同
• 无论是行还是列，下标均从0开始
• 无论跨不跨行，在内存中的存放都连续，且由低到高
• 数组的大小也是每个元素大小的和
4. 变长数组
在C99前，数组的创建时，数组大小只能使用常量，这十分不方便。而在C99中引入列变长数组（简称VLA）的规则，允许我们可以用变量表示数组的大小。比如下面的操作是允许的。
int n = a + b;
int arr[n];• 变长数组并不是说它的大小可以变化，而是指可以用变量描述它的大小，当它创建后，是不可以改变大小的。
• 变长数组不能初始化，这是因为变长数组的长度是在程序运行时确定的，而一般的数组通常在编译时确定大小。
但我们发现，在VS2022中这样的操作仍然会报错，因为它并不支持使用这个特性。所以我们需要更换编译器。
• 更换Clang编译器
首先要下载Clang编译器，如果在安装时已下载可以跳过本步骤。
先去找到这个应用
下载好后按下面的图片继续操作
二、函数
1.函数
函数（function），又叫子程序。 是为了完成某项特定任务的一小段代码。
• 函数可以大致分为库函数和自定义函数
• 一个好的函数应满足高内聚、低耦合的特性：即专注于单一职责，尽量减少对于其他模块的依赖
2.库函数
C语言的国际标准ANSI C规定了一些常用函数的标准，被称为标准库。各个编译器厂商根据这个标准，给出了一些可以实现标准中功能的函数，被称为库函数。
• 使用库函数需要包含对应的头文件。比如用printf()需要先写 #include <stdio.h>
• 不同厂商中，相同的库函数实现逻辑很可能是不同的。因为标准库只给出了返回值，功能等标准，具体的实现并没有给出规定
下面是C语言官网给出的库函数标准，在里面可以了解到各种库函数的标准，如返回值，功能介绍，参数类型等等。
C Standard Library headers - cppreference.com
3. 自定义函数
自定义函数顾名思义，是程序员自己设计的函数。这使得对于重复性高的某些工作，我们可以实现“一劳永逸”的效果。
1. 自定义函数的语法
ret_type fun_name(形式参数)
{
}
//例如
int ADD(int x, int y)
{
int c = x + y;
return c;
}• ret_type 指返回值的类型，函数也可以没有返回值，这时写void。如果不写，默认为返回int类型的值。
• fun_name是函数名。同样可以遵循标示符的创建规则去创建。
• 形式参数的写法是 数据类型+变量名。不同的形参用 , 隔开。
• 函数是可以没有参数的。但是()不能省略。如int fuc(); （)是函数调用操作符，调用无参数的函数时，()也不能省略
• 形参的名字可以和实际参数等参数的名字重合，这是因为形参是对实际参数的一份临时拷贝，只有在调用函数时才会使用，调用完毕后后面的数据会对它进行覆盖，通常不会对实际参数造成影响。（这一点我们可以用反汇编观察到，后续作者可能会在其他文章中介绍）
• { }括起来的是函数体，即真正实现功能的代码。
• return是用来返回函数的返回值的，可以返回数值或者表达式。对于void类型的函数可以不写，也可以写成return; 。
• 当执行到return语句时，函数会获得返回值，并立即停止调用（就像循环中的break;一样，读到后，后面的代码将不会执行)
• return返回的值如果与函数描述的返回值类型不同，将会将其强制转化为符合类型的值
• 非void类型的函数，如果有分支语句，必须保证每种情况下都有return返回值，否则编译会出错
• 非void类型的函数，如果不写return返回值，将返回未知的值
2. 自定义函数的使用
下面的使用方式都是合规的
函数使用时的语法为Fuc(传入的实际参数); 如图中的ADD(a,b);
• 函数需要先声明再使用，如上图二。函数的定义是一种特殊的声明，如果前文已经有了定义，就不用再声明了，如上图一。函数的定义也可以在其他文件中，使用前先声明即可，库函数实际上就是这样操作的，库函数的声明在头文件中。我们也可以如此操作，下面有图像演示。需要注意的是，自己定义的头文件用 " "括起来，而不是 < >
• 函数的形参和实参必须匹配。个数，顺序，类型都得一致。
3. 嵌套调用和链式访问
函数支持嵌套调用和链式访问。
其中嵌套调用是指函数之间相互调用；链式访问指的是将一个函数的返回值作为另一个函数的参数。
4.作用域和生命周期
作用域：某个名字可以作用的范围。
生命周期：变量的创建（申请内存）到变量的销毁（回收内存）之间的时间段。
• 局部变量的作用域是变量所在的局部范围；生命周期是从创建开始，到出作用域后。
• 全局变量的作用域是整个项目；生命周期是整个程序的生命周期
5. static和extern
• extern用来声明外部符号
具有外部链接属性的变量，函数等，通过extern声明可以实现跨源文件使用。如图操作，即可在test.c中使用function.c中的自定义函数ADD()了
• static修饰局部变量
static表示静止的，当static修饰局部变量时，它的作用域不变，但生命周期会变长，不会随着出作用域而销毁，当程序结束时才会销毁。本质是：被static修饰的局部变量不再在栈区创建，而是在静态区创建。我们可以对比下面两段代码。
可见，当用static修饰时，局部变量a在每次循环时不会再重置。
• static修饰全局变量
当static修饰全局变量时，该变量将只能在本源文件中使用，不能在其他源文件中使用。
这是因为，全局变量默认有外部链接属性，而static修饰后，外部链接属性变成了内部链接属性。即使在其他文件中声明了，也不能使用。
具体对比下面的两种操作。
三、生成随机数
生成随机数是我们会经常用到的一种操作，下面为大家介绍一种方式。
1. rand函数
C语言中提供了一个叫rand的函数，可以用来生成随机数。它包含在头文件<stdlib.h>中。函数原型如下
int rand(void);rand会返回一个伪随机数（即该随机数是有一个“种子”决定的），随机数的范围是0～RAND_MAX，最大值在不通编译器上可能不同，但大部分是32767。
这里我们来测试一下
发现两次执行的结果居然是一模一样的。这是因为rand的种子默认是1，两次使用并没有改变种子。
所以要想生成真正的随机数，需要改变种子。
2. srand函数
srand函数是用来初始化随机数生成器的，可以改变rand函数生成随机数时使用的种子。
所以在使用rand函数前，通常会先用srand函数。
它同样包含在头文件stdlib.h中。
原型如下
void srand(unsigned int seed);3.time函数
C语言中有一个叫time的函数，可以获得时间戳。它包含在头文件time.h中。它的原型如下。
time_t time(time_t*timer);• time函数的返回值类型为time_t，本质上是32位或者64位的整数类型
• time函数的返回值是时间戳，时间戳指的是用当前日历的时间减掉1970年1月1日0时0秒0分的差值，单位是秒。
• time函数的参数timer如果是非NULL指针，函数会将差值放在timer指向的内存中带回去（只需理解这样得到的不是时间戳，后续作者会有对指针讲解的文章）
• 如果timer是NULL，就只返回时间戳
4. 生成随机数
有了上面三种函数，我们就可以用下面的方法生成随机数了。
srand((unsigned int)time(NULL));
rand();• 用时间戳来获取一个种子，这样每次运行程序时，时间戳都不同，获得的种子就不同。
• 由于time函数返回的值是time_t类型，不满足srand函数的参数类型，所以我们强制转换。
• 这种方式下，如果要多次生成随机数，srand函数也只需使用一次，不要频繁使用。因为计算机执行程序的时间非常短，而时间戳的单位是秒，这就使得多次调用可能并不会改变种子。’
我们再用上面rand中的代码测试一下。
这下两次执行后生成的随机数就不同了。
如果想将随机数的生成限定在一个范围内，我们可以结合前面的知识，使用一些算术操作符。
比如将随机数的生成限定在1～100内
总结
本文为大家介绍了数组、函数和生成随机数的一种方法。学完本篇文章和前面的文章，我们就可以完成很多程序的设计了。包括实现经典的扫雷游戏。考虑到扫雷游戏将会写出大概200行代码，结合作者自己的经验，这对于一个新手来说，是很容易出现各种意想不到的失误的。所以下篇作者将会编辑一个番外篇，简单介绍一下可能会用到的基础调试技巧，然后写扫雷游戏的实现，帮助大家练习几篇文章中学到的知识点。
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