C语言初阶4-数组

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数组是一组相同类型元素的集合

1.一维数组

1.1 一维数组的创建和初始化

1.1.1 一维数组的创建

type_t arr_name[const_n];
type_t 指数组类型
const_n 指数组的大小，是一个常量表达式

int main()
{
    //代码1
    int arr1[10];
    
    //代码2
    int count=10;
    int arr2[count];
    //数组可以正常创建？
    //不可以,会报错
    
    //代码3
    char arr3[10];
    float arr4[1];
    double arr5[20];  
    return 0;
}

代码2 是不可以成功创建数组的， [ ]中 const_n是 count，不是一个常量表达式，会报错
数组创建，在C99标准之前，[ ]中要给一个常量才可以，不能使用变量
C99标准支持了变长数组的概念，数组的大小是通过变量来决定的，因此代码2只能在支持C99标准的编译器下运行

1.1.2一维数组的初始化

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    int arr1[10] = {1,2,3,4};      //不完全初始化,剩余未初始化的元素默认初始化为0
    
    int arr2[] = { 1,2,3,4 };      // 完全初始化 ,对全体元素赋值时可以省略数组长度
    int arr3[5] = { 1,2,3,4,5 };    
    char arr4[3] = { 'a',98, 'c' };//'b'的ascii码值为98          
    char arr5[] = { 'a','b','c' };
    char arr6[] = "abcdef";
    printf("%d\n",sizeof(arr6));    //7,数字字节为4,字符字节为1
    printf("%d\n",strlen(arr6));    //6,strlen只能求'\0'之前字符串的长度(库函数-使用头文件)
                                    //  sizeof能求变量,数组,类型的大小单位是字节(操作符)
    printf("%d\n",strlen(arr5));    //结果为随机值                            
    return 0;
}
//在C语言 char类型数组中，字符是以ASCII码形式存储的， arr4[]和 arr5[]在内存中的值是相同的
//arr6[]字符串对数组初始化，除了有效字符以外，末尾还会有一个\0作为字符串结束的标志

1.2 一维数组的使用

[] 是下标引用操作符，用来进行数组的访问

int main()
{
    int arr[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    return 0;
}

通过 arr[]引用下标就能访问数组了

int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//数组总长度除以数组单个元素
    printf("%d\n", sz);//   10
    return 0;
}

总结：

数组是使用下标来访问的(通过下标来被使用)，下标是从0
开始数组的大小可以通过计算得到

1.3 一维数组在内存中的存储

我们打印一个数组的地址：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 1,2,3 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;
    for (i=0;i<sz;i++)
    {
        printf("arr[%d]=%p\n",i,&arr[i]);
    }
    
    return 0;
}

运行结果：

10进制 : 0-9
16进制 : 0-9 A B C D E F
地址码是十六进制的，整形数据大小为4字节F828 + 4 = F82C,F82C + 4 = F830 此处产生进位

仔细观察输出的结果，我们发现，随着数组下标的增长，元素的地址，也在有规律的递增
由此可以得出结论： 数组在内存中是连续存放的

2.二维数组

2.1 二维数组的创建和初始化

2.1.1 二维数组的创建

int arr[3][4];
char arr[3][5];
double arr[2][4];

2.1.2 二维数组的初始化

int main()
{
    int arr1[3][4]={1,2,3,4,5};        //1,2,3,4在第一行;5在第二行
    int arr2[3][4]={{1,2,3},{4,5}};    //1,2,3在第一行;4,5在第二行
    //int arr3[][]={1,2,3}              错误两者不能同时省略(行可以省略,列不能省略)
    return 0;
}

2.2 二维数组的使用

二维数组的使用也是通过下标的方式

int main()
{
    int arr[3][4]={{1,2,3},{4,5}};    
    int i =0;
    for (i=0;i<3;i++)
    {
        int j=0;
        for(j=0;j<4;j++)             //arr[i][j]
        {
            printf("%d",arr[i][j])        
        }   
        printf("\n")
    }
    return 0;
}

2.3 二维数组在内存中的存储

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][4] = {{ 0,1,2,3},{10.11,12,13},{20,21,22,23}};
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            printf("&arr[%d][%d]=%d  ",i,j,&arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

3.数组越界

数组的下标是有范围限制的
数组的下规定是从0开始的，如果数组有n个元素，最后一个元素的下标就是n-1
数组的下标如果小于0，或者大于n-1，就是数组越界访问了，超出了数组合法空间的访问
C语言本身是不做数组下标的越界检查，编译器也不一定报错，但是编译器不报错，并不意味着程序就是正确的
二维数组的行和列也可能存在越界

4.数组作为函数参数

在写代码的时候，会将数组作为参数传给函数

4.1 冒泡排序的错误设计

冒泡排序核心思想：

两个相邻的元素进行比较
一趟冒泡排序让一个数据来到最终应该出现的位置上(?让最大的数到最终位置)

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
void bubble_sort(int arr[])
{
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    //趟数
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz-1; i++)
    {
        //一趟冒泡排序
        int j = 0;
        for (j=0; j<sz-1-i; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                //交换
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
    }
}
int main()
{
    //数组
    //把数组的数据排成升序
    int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    //冒泡排序的算法，对数组进行排序
    bubble_sort(arr);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);//结果是 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
    }

    return 0;
}

4.2 冒泡排序的正确设计

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
    //sz--趟数
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz - 1; i++)
    {
        int flag = 1;                      //假设这一趟要排列的数据已经有序
        //一趟冒泡排序
        int j = 0;
        for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])      //换不过就不换,可以让最大的被带到最后面
            {
                //交换
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
                flag = 0;                    //本趟排序的数据可以不完全有序
            }
        }
        if (flag == 1)
        {
            break;
        }
    }
}
int main()
{
    //数组
    //把数组的数据排成升序
    int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
    //0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    //冒泡排序的算法，对数组进行排序
    bubble_sort(arr, sz);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
}

4.3 数组名是什么？

数组名是数组首元素的地址
有两个例外：

sizeof(数组名)，计算整个数组的大小，sizeof内部单独放一个数组名，数组名表示整个数组
&数组名，取出的是数组的地址。&数组名，数组名表示整个数组

int n = sizeof(arr);//40

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    printf("%p\n", arr);           //arr就是首元素的地址
    printf("%p\n", arr+1);
    printf("--------------\n");
    printf("%p\n", &arr[0]);       //首元素地址
    printf("%p\n", &arr[0]+1);
    printf("--------------\n");
    printf("%p\n", &arr);          //整个数组的地址
    printf("%p\n", &arr+1);
    return 0;
}