C语言学习入门之【数组】

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C语言学习入门之【数组】
@TOC

???1. 一维数组的创建和初始化

✅1.1一维数组的创建

数组是一组相同类型元素的集合

数组的创建方式:

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

数组的创建实例:

//代码1
int arr1[10];
//代码2
int count=10;
int arr2[count];
//数组时候可以正常创建?
//报错
//代码3
char arr3[10];
float arr4[1];
double arr5[20];

注意:代码2 是不可以成功创建数组的,[]const_ncount,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

✅1.2数组的初始化

数组的初始化是指:在创建数组的同时给数组的内容一些合理初始值(初始化)
数组在创建的时候如果想不指定数组的确定的大小就得初始化。数组的元素个数根据初始化的内容来确定

我们看一些数组:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
    //不完全初始化
    int arr1[10] = {1,2,3,4};
    //完全初始化
    int arr2[] = { 1,2,3,4 }; //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' };
    char arr5[] = { 'a','b','c' };
    char arr6[] = "abcdef";
    return 0;
}

我们对这些数组进行监视:
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arr1[]不完全初始化,剩余未初始化的元素默认初始化为0

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C语言char类型数组中,字符是以ASCII码形式存储的,arr4[]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

✅1.3 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;
}

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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:

  1. 数组是使用下标来访问的,下标是从0开始

    1. 数组的大小可以通过计算得到

✅1.4 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:
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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

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???2. 二维数组的创建和初始化

✅2.1二维数组的创建

数组创建:

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

✅2.2二维数组的初始化

创建一个数组并初始化:

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

值的存放:
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还可以进行分组:

int main()
{
    //不完全初始化
    int arr[3][3] = { {1,2},{3,4} };
    return 0;
}

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未初始化的部分还是默认初始化为0

再来看一个初始化:
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二维数组如果有初始化,行可以省略,列不能省略

✅2.3二维数组的使用

二维数组的使用也是通过下标的方式

代码演示:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][3] = {1,2,3,2,3,4,3,4,5 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("%d ", arr[i][j]);
            //scanf("%d ",&arr[i][j]);
            //可以用来输入数组元素
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

运行结果:
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✅2.4二维数组在内存中的存储

可以把二维数组理解为:一维数组的数组

一维数组:

int arr[];
arr[i];//0~9

二维数组:

int arr[3][3];
arr[0][j];
arr[1][j];
arr[2][j];

可以将arr[0],arr[1],arr[2]直接看作成数组名,这样二维数组可看作一维数组的数组

我们对二维数组元素取地址:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][3] = {1,2,3,2,3,4,3,4,5 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {
            printf("&arr[%d][%d]=%d  ",i,j,&arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

我们可以看出:二维数组也像一维数组一样元素是连续存放的,每个元素地址都差4
int arr1[12];int arr2[3][4];在内存中的布局方式是一样的,只是访问形式不同

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???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

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

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代码演示:

#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;
}

打印结果是 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
结果和预期不同,这是为什么呢?
我们对函数中的sz监视:
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可以看出sz值为1,那么sz-1=0,因此无法进入循环,所以结果出现了问题

分析:
数组名本质上是数组首元素的地址,因此将数组传参,应该由指针来接收
所以函数中arr看似是数组,其实是指针变量
x86环境中sizeof(arr)=4 并且sizeof(arr[0])=4,因此sz=1

✅4.2数组名是什么?

数组名是数组首元素的地址
有两个例外:

  1. 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
  2. &数组名取出的是数组的地址。&数组名,数组名表示整个数组

1:

int n = sizeof(arr);//40

2:

#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);//数组的地址
    printf("%p\n", &arr+1);
    return 0;
}

运行结果:
C语言学习入门之【数组】给数组地址加一会跳过整个数组

除此1,2两种情况之外,所有的数组名都表示数组首元素的地址

✅4.3冒泡排序的正确设计

sz不能放在函数里计算,当数组传参的时候,实际上只是把数组的首元素的地址传递过去了

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
void bubble_sort(int arr[],int sz)
{
    //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
    //冒泡排序的算法,对数组进行排序
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubble_sort(arr,sz);
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);//0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
    }
    return 0;
}

???

???
下次利用数组实现 三子棋和扫雷游戏