关于程序员:探秘C语言数组解锁高效数据管理与多维空间编程技巧

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所属专栏：C 语言学习
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引言

后面贝蒂给大家介绍了抉择构造与循环构造，明天，贝蒂筹备给大家介绍 C 语言中一个十分重要的构造——数组

1. 数组的定义

数组到底是什么呢，顾名思义就是很少数的汇合，其大抵满足上面两个条件：

1. 这些数的类型必须雷同。
2. 这些数在内存中必须是间断存储的。

• 换句话说，数组就是在内存中间断存储的具备雷同类型的一组数据的汇合。
• 数组分为 ⼀维数组 和多维数组，多维数组⼀般⽐较多⻅的是⼆维数组。

2. 一维数组

2.1 创立与初始化

(1) 创立

一维数组的定义形式如下：

类型说明符 数组名[常量表达式];

1. 类型说明符就是咱们罕用的 存储类型（char int float double….)，当然也能够自定义类型。
2. 数组名就是咱们为其取的名字，最好简略易懂，不便他人浏览。
3. [] 中的常量值是⽤来 指定数组的⼤⼩ 的，这个数组的⼤⼩是依据理论的需要指定就⾏

• 留神：在 C99 之后 C 语言语法是反对变长数组的，即 [] 中能够是未知数，然而 VS2022 编译器是不反对的。

例如：

int arr[5];// 示意此时数组 arr 中有 5 个元素，每个元素都是 int 型变量
char arr2[6];
float arr3[7];
double arr4[1 + 4];// 也能够是一个表达式

(2) 初始化

有时候，数组在创立的时候，咱们须要给定⼀些初始值，这种就称为初始化。那数组如何初始化呢？数组的初始化⼀般使⽤⼤括号，将须要初始化的数据放在⼤括号中。

初始化分为两种：齐全初始化 和不齐全初始化

int arr1[4] = {1,2,3,4};// 齐全初始化
int arr2[4] = {1,2,3};// 不齐全初始化，残余元素默认为 0
char arr3[10] = "hello";// 初始化字符串
int arr4[];// 谬误初始化

• 如果进行初始化，能够不在 [] 申明有几个元素，数组会默认初始化几个元素，数组大小就是几个元素，然而 不初始化就肯定要申明有几个元素，否则就会报错。

2.2 数组输出和输入

(1) 数组下标

C 语⾔规定数组是有下标的，下标是从 0 开始的（而不是 1），假如数组有 n 个元素，最初⼀个元素的下标是 n -1，例如：int arr[10]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10}，其下标如下图所示：

(2) 输出

其实数组输出和咱们平时输出差不多，只是输出对象换成了数组。

int main()
{int arr[10];
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {scanf("%d", &arr[i]);// 循环像数组中输出元素
    }
    return 0;
}

(3) 输入

输入也是同理，咱们能够利用循环输入其数组的每一个元素。

int main()
{int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {printf("%d", arr[i]);// 循环输入
    }    
    return 0;
}

2.3 数组的内存存储

(1) 数组名

C 语言规定 数组名示意首元素地址，也就是说 arr==&arr[0]，咱们能够通过以下代码来证实：

int main()
{int arr[2] = {1,2};
    if (arr == &arr[0])
    {printf("地址雷同 \n");
    }
    else
    {printf("地址不雷同");
    }
    return 0;
}

(2) 数组元素的存储

咱们晓得了数组名示意首元素的地址之后，那么接下来咱们能够探索数组每个元素在内存中又是怎么存储的呢，咱们将其每个元素的地址打印出察看。

#include <stdio.h>
int main()
{int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {printf("&arr[%d] = %p\n", i, &arr[i]);
    }
    return 0;
}

输入后果：

从上述地址察看，地址是由⼩到⼤变动 的，90，94，98…… 每次的增量是 4，并且咱们发现每两个相邻的元素之间相差 4（因为 ⼀个整型是 4 个字节 ），就能够很容易得出结论： 数组在内存中存储是间断的，了解到这一点，就能为当前指针的学习打好根底。

2.4 一维数组例题

题目：求任意十个整数的和与平均数。

思路：咱们能够先将十个数输出一个数组中，而后循环求其和，在求平均数。

• 留神：尽管是是个整数，然而最初后果可能是浮点数。

代码参考如下：

int main()
{int arr[10];
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {scanf("%d", &arr[i]);// 循环输出
    }
    int sum = 0;// 和
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {sum += arr[i];
    }
    float avr = sum / 10.0;
    printf("这十个数和为 %d 平均数为 %.1f", sum,avr);
    return 0;
}

3. 二维数组

前⾯咱们学习的数组被称为⼀维数组，数组的元素都是内置类型的，如果咱们把⼀维数组做为数组的元素创立数组，这时候就是⼆维数组，⼆维数组作为数组元素的数组被称为三维数组，⼆维数组以上的数组统称为 多维数组。

3.1 创立与初始化

(1) 创立

二维数组定义的个别模式为：

1. 类型说明符 数组名[常量表达式][常量表达式];

• 类比一维数组的定义，只不过 二维数组第一个常量表达式示意行，第二个常量表达式示意列。

  例如：

int arr[5][5];// 创立五行五列的二维数组
char arr2[3][5];// 字符型二维数组
float arr3[4][5];// 浮点型二维数组

(2) 初始化

二维数组的初始化和一维数组的初始化相似，像⼀维数组⼀样，也是使⽤⼤括号初始化的。

int arr1[3][3] = {1,2};// 不齐全初识化

示意图：

• 不齐全初始化剩下元素默认初始化为 0。

int arr2[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};// 齐全初始化

示意图：

int arr3[3][3] = {{1,2},{2,3} };// 依照行初始化

示意图：

• 按行初始化，剩下未初始化的元素默认为 0.

int arr4[][3] = {1,2,3};// 省略行

​ 示意图：

int arr5[3][];// 谬误初始化
int arr6[][];// 谬误初始化

• 二维数组规定只能省略行，不能省略列。

3.2 数组的输出和输入

(1) 数组下标

⼆维数组拜访和一维数组相似，也是使⽤ 下标 的模式的，⼆维数组是有⾏和列的，只有锁定了⾏和列就能唯⼀锁定数组中的⼀个元素。C 语⾔规定，⼆维数组的⾏是从 0 开始的，列也是从 0 开始的，例如：int arr[3][3]={1，2，3，4，5，6，7，8，9，10}；

示意图：

(2) 输出

别离循环输出行和列，思路大抵和输出一维数组雷同。

int main()
{int arr[3][3] = {0};
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)// 输出行
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 3; j++)// 输出列
        {scanf("%d", &arr[i][j]);
        }
    }
    return 0;

}

(3) 输入

输入天然也与一维数组大致相同，利用循环顺次输入。

int main()
{int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {printf("%d", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");// 输入一行后换行
    }
    return 0;
}

3.3 二维数组的存储

(1) 数组名

二维数组的数组名也是一个地址，那和一维数组的数组名有何不同呢，其实 二维数组的数组名示意的是第一行的地址，但可能大家还是有上面的纳闷：

int main()
{int arr[3][3] = {0};
    printf("%p,%p\n", arr，&arr[0][0]);
    return 0;
}

为什么明明二维数组名代表的是第一行的地址，那么为什么和第一个元素的地址雷同呢，其实和字符串的存储一样，如果将所有地址示意进去，太节约内存，而数组在内存中是间断存储的，所以找到首元素的地址，就能找到一行中所有元素的地址。所以就以首元素地址代表第一行的地址。

(2) 二维数组元素的存储

像⼀维数组⼀样，咱们如果想钻研⼆维数组在内存中的存储⽅式，咱们也是能够打印出数组所有元素的地址的。代码如下：

int main()
{int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        int j = 0;
        for (j = 0; j < 3; j++)
        {printf("arr[%d][%d]=%p",i,j, &arr[i][j]);
        }
        printf("\n");// 输入一行后换行
    }
    return 0;
}

​ 输入如下：

通过对下面地址的察看，咱们晓得二 维数组也是在内存中间断存储 的，并且 arr0 和 arr1 的地址之间也差 4 个字节（byte），所以内存存储如下：

3.4 二维数组例题

题目：输出六个数到 2 行 3 列的二维数组 arr 中，将二维数组 arr1 中的数组元素转置，即行列调换，存储到 3 行 2 列的二维数组 arr2 中，输入二维数组 arr2 中的数组元素。

思路：就是循环输出，在转置（行与列替换），最初输入。

代码如下：

int main()
{int arr1[2][3];
    int arr2[3][2];
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (i = 0; i < 2; i++)
    {for (j = 0; j < 3; j++)
        {scanf("%d", & arr1[i][j]);
        }
    }
    for (i = 0; i < 2; i++)
    {for (j = 0; j < 3; j++)
        {arr2[j][i] = arr1[i][j];// 转置
        }
    }
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {for (j = 0; j < 2; j++)
        {printf("%d", arr2[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

4. 变长数组

4.1 概 念

在 C99 规范之前，C 语⾔在创立数组的时候，数组⼤⼩的指定只能使⽤常量、常量表达式，或者如果咱们初始化数据的话，能够省略数组⼤⼩。

例如：

int arr1[10];
char arr2[4];
int arr3[] = {1,2,3};

• 然而这样的语法限度，让咱们创立数组就不够灵便，有时候数组⼤了节约空间，有时候数组⼜⼩了不够⽤，所以在 C99 中给⼀个 变⻓数组（variable-length array，简称 VLA）的新个性，容许咱们能够使⽤变量指定数组⼤⼩。

4.2 用法

例如：

int n;
scanf("%d",&n);
int arr1[n];

• 变⻓数组的基本特色，就是数组⻓度只有运⾏时能力确定，所以变⻓数组不能初始化。