C语言数组

bit_wx

于 2025-07-25 19:41:56 发布

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文章标签： c语言算法开发语言

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一、数组的基本概念

1. 什么是数组

数组是一种线性数据结构，用于存储相同类型元素的集合。数组中的每个元素都可以通过索引（下标）来访问。

2. 数组的特点

相同类型：数组中的所有元素必须是相同的数据类型
连续内存：数组元素在内存中是连续存储的
固定大小：数组一旦声明，其大小就固定不变
下标访问：通过从0开始的索引访问元素

二、数组的声明与初始化

1. 数组声明语法

数据类型 数组名[数组大小];

示例：

int numbers[10];       // 声明一个包含10个整数的数组
float scores[5];       // 声明一个包含5个浮点数的数组
char letters[26];      // 声明一个包含26个字符的数组

1.2 数组的初始化

数组可以在定义时进行初始化：

完全初始化：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 为每个元素赋值

部分初始化：

int arr[5] = {1, 2, 3}; // 前3个元素赋值，其余元素自动初始化为0

省略长度的初始化：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 编译器会根据初始化元素个数自动确定数组长度为5

字符数组的初始化（字符串）：

char str1[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; // 以空字符结尾

char str2[] = "Hello"; // 更简洁的方式，自动添加空字符

注意：用字符串初始化字符数组时，编译器会自动在末尾添加空字符 '\0' 作为字符串结束标志，因此数组长度应至少比字符串长度多 1。

2.数组元素的访问

数组元素通过索引（下标）来访问，C 语言数组的索引从 0 开始：

int arr[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

printf("%d\n", arr[0]); // 输出第一个元素：10

printf("%d\n", arr[2]); // 输出第三个元素：30

也可以通过索引修改数组元素的值：

arr[3] = 100; // 将第四个元素修改为100

3. 数组的遍历

通常使用循环来遍历数组中的所有元素：

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

int i;

// 使用for循环遍历数组

for(i = 0; i < 5; i++)

{

printf("arr[%d] = %d\n", i, arr[i]);

}

4.多维数组

C 语言支持多维数组，最常用的是二维数组，可以理解为 "数组的数组"。

4.1 二维数组的定义与初始化

// 定义一个3行4列的二维数组
int matrix[3][4];

// 初始化二维数组
int matrix[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

// 也可以写成一行
int matrix[3][4] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};

// 部分初始化，未初始化的元素为0
int matrix[3][4] = {{1}, {5, 6}, {9, 10, 11}};

// 可以省略第一维的大小，编译器会自动计算
int matrix[][4] = {{1,2}, {3,4,5}, {6}};

4.2 二维数组的访问与遍历

int matrix[3][4] = {{1,2,3,4}, {5,6,7,8}, {9,10,11,12}};

// 访问单个元素
printf("%d\n", matrix[1][2]);  // 输出第二行第三列的元素：7

// 遍历二维数组
int i, j;
for(i = 0; i < 3; i++) {
    for(j = 0; j < 4; j++) {
        printf("%d ", matrix[i][j]);
    }
    printf("\n");
}

5. 数组与指针的关系

在 C 语言中，数组名本质上是一个指向数组第一个元素的指针常量。

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

// 以下两种写法等价

printf("%d\n", arr[0]); // 使用数组表示法

printf("%d\n", *arr); // 使用指针表示法

// 访问第二个元素

printf("%d\n", arr[1]); // 数组表示法

printf("%d\n", *(arr + 1)); // 指针表示法

注意：数组名是指针常量，不能被赋值，而指针变量可以被重新赋值指向其他元素。

6.变长数组（Variable-Length Arrays, VLA）

C99 标准引入了变长数组，允许数组的长度在运行时确定：

#include <stdio.h>

int main() {
    int n;
    printf("请输入数组长度: ");
    scanf("%d", &n);
    
    int arr[n];  // 变长数组，长度由用户输入决定
    
    // 初始化数组
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        arr[i] = i + 1;
    }
    
    // 打印数组
    for(int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    
    return 0;
}

变长数组的特点：

长度在运行时确定，可以是变量
不能进行初始化（因为初始化在编译时进行）
通常用于需要动态确定数组大小的场景
并非所有编译器都完全支持（如某些老版本的 MSVC 不支持）

7.数组常见错误与注意事项

数组越界访问：访问超出数组定义范围的索引，这是 C 语言中最常见的错误之一。

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

printf("%d", arr[10]); // 错误：访问越界，结果不可预测

修改数组名：数组名是指针常量，不能被修改。

int arr[5]

; arr = arr + 1; // 错误：数组名不能被赋值

函数参数中数组长度的误解：在函数参数中，数组声明中的长度被忽略，实际传递的是指针。

// 以下两个函数声明等价

void func(int arr[5]);

void func(int arr[]);

void func(int *arr);

字符串结束符：字符数组作为字符串使用时，必须以 '\0' 结尾，否则字符串处理函数可能无法正确工作。

三、数组作为函数参数

数组可以作为函数参数传递，用于在函数中处理数组数据。

8.1 数组作为参数的传递方式

数组作为函数参数时，实际传递的是数组的首地址（指针），而不是整个数组的副本。函数声明方式有以下几种：

void func (int arr []); // 常用形式
void func (int arr [5]); // 数组长度被忽略，与上面等价
void func (int *arr); // 指针形式，与上面等价

8.2 传递数组长度

由于数组作为参数传递时丢失了长度信息，因此通常需要同时传递数组长度：

void printArray(int arr[], int length) {
for (int i = 0; i < length; i++) {
printf("%d ", arr[i]);
}
printf("\n");
}

8.3 数组参数的特点

函数内部修改数组元素会影响原数组（因为传递的是地址）
函数参数中的数组声明不分配内存空间
不能通过 sizeof 运算符获取原数组的长度（只能得到指针的大小）

四、数组的常见错误与注意事项

数组越界访问
访问索引超出数组有效范围（小于 0 或大于等于数组长度），这会导致未定义行为，可能破坏其他变量数据或导致程序崩溃。
误用数组名
数组名是指针常量，不能对其进行赋值操作：

int arr [5];
arr = arr + 1; // 错误，数组名不能被赋值
字符串处理中的错误
字符数组作为字符串使用时，忘记添加结束符 '\0'，会导致字符串处理函数（如 printf、strlen 等）无法正确识别字符串结束位置。
函数参数中数组长度的误解
误认为函数参数中的数组声明指定了长度，实际上该长度会被编译器忽略：

void func (int arr [10]) {
// 这里 arr 实际上是指针，不是长度为 10 的数组
}
多维数组作为函数参数
传递多维数组时，除第一维外，其他维度的大小必须指定：

void func (int matrix [][4], int rows) { // 正确，指定了列数
// 处理数组
}