5、C 语言数组知识点总结

数组的基本概念、地址与指针关系、赋值引用、多维数组、字符数组及语法解析等方面，补充数组越界、函数传参等实用内容

C 语言基础数组核心知识点总结

一、数组的基本概念

1. 定义与本质

• 概念：数组是相同类型变量的集合，所有元素存储在连续的内存空间中，通过下标统一管理。
• 语法：类型 数组名[元素个数];（如int buf[5];表示定义一个包含 5 个 int 型元素的数组buf）。
• 核心特征：
  • 元素类型一致（如 int、char 等）。
  • 内存连续（元素地址依次递增，间隔为元素类型的字节数）。
  • 大小固定（定义时需指定元素个数，后续不可修改）。

2. 初始化

• 定义时赋值：在声明数组的同时为元素赋值（程序运行前完成）。

int buf[5] = {100, 200, 300, 400, 500};  // 完全初始化 int buf[5] = {100, 200};  // 部分初始化，未赋值元素默认为0 int buf[] = {100, 200, 300};  // 省略元素个数，编译器自动推断为3

• 注意：初始化时元素个数不能超过定义的大小（如int buf[3] = {1,2,3,4};会报错）。

二、数组的地址与指针关系

1. 关键地址表示及区别

数组名、首元素地址、整个数组地址的数值相同，但作用范围（步长）不同，是数组操作的核心易错点。

地址表示	含义	作用范围（+1 后的地址偏移）	示例（int buf [5]）
buf	数组首元素的地址	1 个元素的大小（如 int 为 4 字节）	buf+1指向 buf [1]
&buf[0]	数组首元素的地址（与buf等价）	1 个元素的大小	&buf[0]+1指向 buf [1]
&buf	整个数组的地址	整个数组的大小（如 5 个 int 为 20 字节）	&buf+1指向数组末尾后 1 个位置

• 示例验证：

int buf[5] = {100, 200, 300, 400, 500}; printf("buf: %p, buf+1: %p\n", buf, buf+1);         // 地址差4字节 printf("&buf[0]: %p, &buf[0]+1: %p\n", &buf[0], &buf[0]+1);  // 地址差4字节 printf("&buf: %p, &buf+1: %p\n", &buf, &buf+1);     // 地址差20字节

2. 元素访问的两种方式

• 下标法（推荐，直观）：buf[i]表示访问第 i 个元素（下标从 0 开始）。
• 指针法（底层实现）：*(buf+i)与buf[i]等价，通过地址偏移访问元素。

int buf[5] = {100, 200, 300, 400, 500}; printf("buf[2] = %d\n", buf[2]);       // 下标法，输出300 printf("*(buf+2) = %d\n", *(buf+2));   // 指针法，输出300

三、数组的赋值与引用

1. 单个元素操作

• 赋值：通过下标为单个元素赋值（数组定义后不可整体赋值，如buf = {1,2,3};错误）。

int buf[5]; buf[0] = 100;  // 为第1个元素赋值 buf[1] = 200;  // 为第2个元素赋值

• 引用：通过下标或指针访问元素值，常用于读取或修改。

2. 循环批量操作

• 遍历赋值 / 读取：使用 for 循环结合数组长度遍历所有元素（项目开发中常用）。

int buf[5]; // 循环赋值 for (int i = 0; i < 5; i++) {     buf[i] = 100 * (i + 1);  // buf[0]=100, buf[1]=200, ..., buf[4]=500 } // 循环读取 for (int i = 0; i < 5; i++) {     printf("buf[%d] = %d\n", i, buf[i]); }

3. 数组长度计算

• 宏定义实现：通过sizeof计算数组总大小与单个元素大小的比值，得到元素个数。

#define CAL_ARRAY_NUM(A) (sizeof(A) / sizeof(A[0]))  // 通用宏定义 int buf[5] = {100, 200, 300, 400, 500}; int len = CAL_ARRAY_NUM(buf);  // len = 20（总大小） / 4（int大小） = 5

• 注意：该方法仅适用于数组名直接作为参数，若数组退化为指针（如函数参数），则失效。

四、多维数组

1. 基本概念与语法

• 定义：元素为数组的数组（如二维数组是 “数组的数组”，三维数组是 “数组的数组的数组”）。
• 语法：类型 数组名[行数][列数];（以二维数组为例）。

int buf[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};  // 2行3列的二维数组

• 内存布局：多维数组在内存中仍为连续存储，按行优先排列（先存第 1 行所有元素，再存第 2 行，以此类推）。

2. 地址与元素访问

• 地址表示：与一维数组类似，需区分不同层级的地址范围：
  • buf：二维数组首行（第 1 个一维数组）的地址，作用范围为 1 行的大小（如 3 个 int 为 12 字节）。
  • *buf/buf[0]：首行首元素的地址，作用范围为 1 个元素的大小（4 字节）。
  • &buf：整个二维数组的地址，作用范围为数组总大小（如 2 行 3 列 int 为 24 字节）。
• 元素访问：

int buf[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}}; printf("buf[1][2] = %d\n", buf[1][2]);         // 下标法，输出6 printf("*(*(buf+1)+2) = %d\n", *(*(buf+1)+2)); // 指针法，输出6

• • 下标法：buf[i][j]（第 i 行第 j 列元素）。
  • 指针法：*(*(buf+i)+j)（与下标法等价）。

五、字符数组与字符串

1. 字符数组的特殊性

• 定义：元素类型为 char 的数组，可存储字符序列，若以'\0'（空字符）结尾则称为字符串。
• 初始化方式：

char s1[5] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};  // 字符数组（非字符串，无'\0'） char s2[6] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e', '\0'};  // 字符串（有'\0'） char s3[6] = "abcde";  // 字符串（编译器自动添加'\0'） char s4[] = "hello";   // 省略大小，编译器自动包含'\0'（总大小6）

2. 字符串操作注意事项

• 字符串结束标志：'\0'是字符串的终止符，printf("%s")、strlen等函数依赖它判断结束。
  • 示例：char s[5] = "hello";会因数组大小不足丢失'\0'，导致打印时越界。
• 字符数组赋值：
  • 不可直接用=整体赋值（如s = "abc";错误）。
  • 需用字符串函数strcpy（需包含<string.h>）：

char s[20]; strcpy(s, "hello world");  // 正确：将字符串复制到字符数组

• 字符数组 vs 字符指针：
  • 字符数组（char s[20]）：存储在栈区，内容可修改。
  • 字符指针（char *p = "hello"）：指向常量区，内容不可修改（修改会导致段错误），但指针指向可改变（如p = "new"）。

六、数组语法解析

1. 数组定义的通用结构

任何数组定义均由两部分组成：

• 元素类型：可以是基本类型（int、char）、指针类型（int*）、函数指针类型（int (*)(int)）等。
• 数组标识：数组名[元素个数]，表示数组的名称和规模。
• 复杂数组示例：

int a[4];               // 元素类型为int，4个元素的数组 int b[3][4];            // 元素类型为int[4]（一维数组），3个元素的二维数组 int *d[6];              // 元素类型为int*（指针），6个元素的指针数组 int (*e[7])(int, char); // 元素类型为int(*)(int,char)（函数指针），7个元素的函数指针数组

2. 解析技巧

• 先确定数组名，再根据优先级判断元素类型：
  • int *d[6]：d先与[6]结合（数组），再与*结合（指针）→ 指针数组。
  • int (*e[7])(int, char)：e先与[7]结合（数组），再与*结合（指针），最后与函数类型结合 → 函数指针数组。

七、注意事项与常见错误

1. 数组越界

• 危害：C 语言不检查数组下标合法性，越界访问会修改未知内存，导致程序崩溃或数据错误。
• 避免：循环遍历数组时，以下标< 数组长度为边界（如for (int i=0; i < len; i++)）。

2. 数组作为函数参数

• 退化现象：数组作为函数参数时，会退化为首元素指针，丢失长度信息。
  • 示例：

void print_arr(int arr[]) {  // arr实际为int*类型     printf("sizeof(arr) = %lu\n", sizeof(arr));  // 输出8（64位系统指针大小），而非数组总大小 }

• 解决：需额外传递数组长度作为参数：

void print_arr(int arr[], int len) {     for (int i=0; i < len; i++) {         printf("%d ", arr[i]);     } }

3. 数组不可直接赋值或比较

• 数组无法用=整体赋值（如int a[5], b[5]; a = b;错误），需逐个元素赋值或用memcpy。
• 数组无法直接用==比较（比较的是地址而非内容），需遍历元素逐个比较或用memcmp。

八、总结

数组是 C 语言中管理连续内存的核心工具，其核心在于连续存储和下标访问。掌握数组与指针的关系（地址表示及步长）、多维数组的内存布局、字符数组与字符串的区别，以及数组作为函数参数的退化特性，是正确使用数组的关键。实际开发中需特别注意数组越界问题，通过宏定义计算长度、传递长度参数等方式提高代码安全性。