从零开始的嵌入式生活：一维数组详解（1）

先举个例子，假设输出一个4X4矩阵，代码如下：

#include <stdio.h>

int main()
{
    int a1=20, a2=345, a3=700, a4=22;
    int b1=56720, b2=9999, b3=20098, b4=2;
    int c1=233, c2=205, c3=1, c4=6666;
    int d1=34, d2=0, d3=23, d4=23006783;
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", a1, a2, a3, a4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", b1, b2, b3, b4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", c1, c2, c3, c4);
    printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", d1, d2, d3, d4);

    return 0;
}

矩阵共有 16 个整数，我们为每个整数定义了一个变量，也就是 16 个变量。那么，为了减少变量的数量，让开发更有效率，能不能为多个数据定义一个变量呢？比如，把每一行的整数放在一个变量里面，或者把 16 个整数全部都放在一个变量里面。答案当然是肯定的，办法就是使用数组（Array）。

一、数组的概念和定义

我们知道，要想把数据放入内存，必须先要分配内存空间。放入4个整数，就得分配4个int类型的内存空间：

int a[4];

这样，就在内存中分配了4个int类型的内存空间，共 4×4=16 个字节，并为它们起了一个名字，叫a。

计算数组空间大小：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int a[4];

    printf("数组所占的空间为%d\n", sizeof(a));

    return 0;
}

输出：

数组所占的空间为16

我们把这样的一组数据的集合称为数组（Array），它所包含的每一个数据叫做数组元（Element），所包含的数据的个数称为数组长度（Length），例如int a[4];就定义了一个长度为4的整型数组，名字是a。

数组中的每个元素都有一个序号，这个序号从0开始，而不是从我们熟悉的1开始，称为下标（Index）。使用数组元素时，指明下标即可，例如，a[0] 表示第0个元素，a[3] 表示第3个元素。

在学习过程中，我们经常会使用循环结构将数据放入数组中（也就是为数组元素逐个赋值），然后再使用循环结构输出（也就是依次读取数组元素的值），下面我们就来演示一下如何将 1~10 这十个数字放入数组中：

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    int i, a[10];

    //对数组逐一赋值
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        a[i] = (i+1);
    }

    //对数组逐一输出
    for(i=0; i<10; i++)
    {
        printf("%d ", a[i]);
    }

    return 0;
}

变量 i 既是数组下标，也是循环条件；将数组下标作为循环条件，达到最后一个元素时就结束循环。数组a的最大下标是 9，也就是不能超过 10，所以我们规定循环的条件是 i<10一旦 i 达到 10 就得结束循环。

数组的定义方式：

dataType arrayName[length];

dataType 为数据类型(基本数据类型)，arrayName 为数组名称（定义规则与变量命名规则一致），length 为数组长度。

需要注意的是：

1) 数组中每个元素的数据类型必须相同，对于int a[4];，每个元素都必须为 int。

2) 数组长度 length 最好是整数或者常量表达式，例如 10、20*4 等，这样在所有编译器下都能运行通过；如果 length 中包含了变量，例如 n、4*m （int a[n]）等，在某些编译器下就会报错。

3) 访问数组元素时，下标的取值范围为 0 ≤ index < length，过大或过小都会越界，导致数组溢出，发生不可预测的情况，请大家务必要引起注意。

数组内存是连续的:数组是一个整体，它的内存是连续的；也就是说，数组元素之间是相互挨着的，彼此之间没有一点点缝隙。

示例代码：

#include<stdio.h>
int main(void)
{
    char a[4];


    printf("a[0]addr:%p\n", &a[0]);
    printf("a[1]addr:%p\n", &a[1]);
    printf("a[2]addr:%p\n", &a[2]);
    printf("a[3]addr:%p\n", &a[3]);

    return 0;

}

输出：

a[0]addr:0xffffcbfc
a[1]addr:0xffffcbfd
a[2]addr:0xffffcbfe
a[3]addr:0xffffcbff

从打印的地址可以看出，地址连续的

二、数组的初始化：

上面的代码是先定义数组再给数组赋值，我们也可以在定义数组的同时赋值，例如：

int a[4] = {20, 345, 700, 72};

数组元素的值由{ }包围，各个值之间以,分隔。

对于数组的初始化需要注意以下几点：

1) 可以只给部分元素赋值。当{ }中值的个数少于元素个数时，只给前面部分元素赋值。例如：

int a[10] = {20, 345, 700, 72, 45};

表示只给 a[0]~a[4] 5个元素赋值，而后面 5 个元素自动初始化为 0。

当赋值的元素少于数组总体元素的时候，剩余的元素自动初始化为 0：

• 对于short、int、long，就是整数 0；
• 对于char，就是字符 '\0'； //'\0' == 0
• 对于float、double，就是小数 0.0。

我们可以通过下面的形式将数组的所有元素初始化为 0：

int a[10] ={0};
char str[10] = {0};
float f[10] = {0.0};

由于剩余的元素会自动初始化为 0，所以只需要给第 0 个元素赋值为 0 即可。

2) 只能给元素逐个赋值，不能给数组整体赋值。例如给 10 个元素全部赋值为 1，只能写作：

int a[10] = {1,1,1,1,1,1,1,1,1,1};

3) 如给全部元素赋值，那么在定义数组时可以不给出数组长度。例如：

int a[] = {1, 2, 3, 4, 5}; //系统自动计算出数组长度

等价于

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