【C语言初阶】C语言数组基础：从定义到遍历的全面指南

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❀数组

📒1. 什么是数组？

🌸数组的特点
🌺数组的应用
📜2. 一维数组

🌈数组的创建
🌞数组的初始化
🌙数组的使用
⭐数组在内存中的存储
📚3. 二维数组

🌈数组的创建
🌞数组的初始化
🌙数组的使用
⭐数组在内存中的存储
📙4. 数组越界
📝5. 数组作为函数参数

⛰️数组作为函数参数错误设计
🏞️数组名
🌄正确设计

📖6. 总结

🔍前言：在编程的世界里，数据结构是构建复杂应用程序的基石，而数组则是这些基石中最基础且最不可或缺的一种。C语言，作为一门历史悠久且广泛应用于系统编程、嵌入式开发等领域的编程语言，其数组的概念与操作更是每一位C语言学习者必须掌握的核心技能

数组，简而言之，是一种连续存储相同类型数据的集合。它允许我们通过索引（或下标）快速访问其中的元素，无论是读取还是修改，都极为高效。C语言中的数组不仅支持一维形式，还可以轻松扩展到多维，为处理复杂数据提供了极大的便利

本文旨在全面而深入地介绍C语言数组的基本概念、声明与初始化、访问与遍历、以及多维数组的应用等关键内容。通过理论讲解与实例演示相结合的方式，我们将逐步揭开C语言数组的神秘面纱，帮助读者建立扎实的数组知识基础，并掌握在实际编程中灵活应用数组的技巧

让我们一同踏上这段充满挑战与收获的C语言数组之旅吧！

📒1. 什么是数组？

数组（Array）是一种基础的数据结构，用于在计算机内存中连续存储相同类型的数据。它允许通过索引（或下标）来访问这些数据元素，索引通常是从0开始的。数组中的每个元素可以通过计算偏移量来快速定位，这使得数组在访问元素时非常高效

🌸数组的特点

类型一致性：数组中的所有元素都必须是相同的数据类型。这意味着，如果你有一个整型数组，那么数组中的所有元素都必须是整数
固定大小：在大多数编程语言中，数组的大小在声明时就必须确定，并且之后不能改变（尽管有些语言支持动态数组或类似的数据结构，如C++的std::vector或Python的列表，它们提供了动态大小的数组功能）。然而，在C99标准中，C语言引入了变长数组（VLA），其大小可以在运行时确定，但这仍然受到栈大小等限制
索引访问：数组中的元素可以通过索引来访问，索引通常是从0开始的。例如，在C语言中，如果你有一个名为arr的数组，并且你想要访问它的第一个元素，你可以使用arr[0]

内存连续性：数组中的元素在内存中是连续存储的。这意味着，如果你知道数组中某个元素的地址，你可以很容易地计算出数组中其他元素的地址

🌺数组的应用

存储和处理一系列的数据，如学生的成绩、商品的库存量等
作为函数参数传递数据集合
实现算法，如排序、搜索等
字符串处理，因为字符串在C语言中是通过字符数组来实现的

表示多维数据结构，如矩阵和表格

尽管数组是编程中非常基础且强大的工具，但它们也有一些局限性，比如大小固定（对于传统数组而言）和类型单一。因此，在需要更灵活的数据结构时，程序员可能会选择使用其他数据结构，如链表、树或图等。然而，对于许多常见的编程任务来说，数组仍然是首选的数据结构之一

📜2. 一维数组

数组是一组相同类型元素的集合

🌈数组的创建

数组的创建方式：

type_t arr_name [const_n];
// type_t 是指数组的元素类型
// const_n 是一个常量表达式，用来指定数组的大小

数组创建代码示例 (C语言)：

//代码1
int arr1[10];
//代码2
int count = 10;
int arr2[count];
//代码3
char arr3[10];
float arr4[1];
double arr5[20];

注意：我们来看一下代码二，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。在C99标准支持了变长数组的概念，数组的大小可以使用变量指定，但是数组不能初始化

🌞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）

数组的初始化：

int arr1[10] = { 1,2,3 };
int arr2[] = { 1,2,3,4 };
int arr3[5] = { 1，2，3，4，5 }；
char arr4[3] = { 'a',98, 'c' };
char arr5[] = { 'a','b','c' };
char arr6[] = "abcdef";

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

注意：要区分以下这两种数组初始化

char arr1[] = "abc";
char arr2[3] = { 'a','b','c' };

🌙数组的使用

对于数组的使用我们之前介绍了一个操作符： [] ，下标引用操作符。它其实就数组访问的操作符

数组的使用：

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };//数组的不完全初始化
	//计算数组的元素个数
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	//对数组内容赋值,数组是使用下标来访问的，下标从0开始。所以：
	int i = 0;//做下标
	// for循环遍历数组
	for (i = 0; i  
通过示例：

数组是使用下标来访问的，下标是从0开始

数组的大小可以通过计算得到

int arr[10];
int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);

⭐数组在内存中的存储

代码示例 (C语言)：

int main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	for (i = 0; i  
 
 
 注意：仔细观察输出的结果，我们知道，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
 
📚3. 二维数组 
 
 二维数组（也称为矩阵）是计算机科学中常用的数据结构，用于存储具有两个维度的数据集合。简单来说，它是一个数组的数组，即每个元素本身也是一个数组。二维数组在图像处理、游戏开发、数据分析、科学计算等领域有广泛应用 
 
🌈数组的创建 
数组的创建方式： 
type_t arr_name [const_n][const_m];
// type_t 是指数组的元素类型
// const_n 表示行的大小
// const_m 表示列的大小
//数组创建
int arr[3][4];
char arr[3][5];
double arr[2][4];
 
🌞数组的初始化 
数组的初始化方式： 
//数组初始化
int arr[3][4] = {1,2,3,4};
int arr[3][4] = {{1,2},{4,5}};
int arr[][4] = {{2,3},{4,5}};
// 二维数组如果有初始化，行可以省略，列不能省略
 
🌙数组的使用 
二维数组的使用也是通过下标的方式 
数组的遍历： 
int main()
{
	int arr[3][4] = { 0 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i  
 
⭐数组在内存中的存储 
我们来打印以下二维数组的地址看看 
内存中的存储： 
int main()
{
	int arr[3][4];
	int i = 0;
	for (i = 0; i  
我们可以看出来，其实二维数组在内存中也是连续存储的 
 
📙4. 数组越界 
 
 数组越界（Array Bounds Violation 或 Index Out of Bounds）是编程中常见的一个错误，主要发生在尝试访问数组时，使用的索引超出了数组的有效范围。在大多数编程语言中，数组索引是从0开始的，因此，对于一个长度为n的数组，有效的索引范围是0到n-1。如果尝试访问索引为n或更大的元素，就会发生数组越界错误 
 
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 
 
 所以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， 
 
所以程序员写代码时，最好自己做越界的检查 
数组越界： 
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	for (i = 0; i 
		printf("%d\n", arr[i]);//当i等于10的时候，越界访问了
	}
	return 0;
}

	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//这样对吗？
	int i = 0;
	for (i = 0; i  
此处冒泡排序并不能发挥作用
 
 
 
 注意：数组作为函数参数的时候，并不是把整个数组的传递过去，而是传的是首元素的地址 
 
🏞️数组名 
数组名的含义代码示例 (C语言)： 
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%p\n", arr);
	printf("%p\n", &arr[0]);
	printf("%d\n", *arr);
	//输出结果
	return 0;
}
 
 
 
 结论： 数组名是数组首元素的地址（有两个例外） 
 
数组名是首元素地址，但是计算大小不适用 
int arr[10] = {0};
printf("%d\n", sizeof(arr)); // 40
 
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

🌄正确设计

void bubble_sort(int arr[], int sz)//参数接收数组元素个数
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i  arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = {3,1,7,5,8,9,0,2,4,6};
	int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
	// 我们先计算好数组的大小
	bubble_sort(arr, sz);
	for(int i=0; i  
📖6. 总结 
在探索C语言数组的旅程即将结束之际，我们不禁要回顾这一路上所见的风景与收获。数组，作为C语言乃至众多编程语言中的基石之一，其重要性不言而喻。它不仅是我们存储和操作一系列相同类型数据的高效工具，更是构建复杂数据结构（如矩阵、字符串等）的基础 
 
 通过本文的介绍，我们深入了解了C语言数组的定义、初始化、访问以及通过循环遍历数组的方法。我们见证了数组如何帮助解决一系列实际问题，从简单的数学计算到复杂的数据处理，数组都以其独特的方式展现出了其强大的功能性和灵活性 
 
然而，正如任何强大的工具一样，数组的使用也需要谨慎。越界访问、内存泄漏等问题是我们在使用数组时不得不面对的挑战。因此，掌握良好的编程习惯，如在使用前检查数组边界、合理管理内存等，对于避免潜在的问题至关重要 
让我们在掌握C语言函数的基础上，继续保持对编程的热情与好奇心，勇于探索未知，不断挑战自我！！！ 
希望本文能够为你提供有益的参考和启示，让我们一起在编程的道路上不断前行！
谢谢大家支持本篇到这里就结束了，祝大家天天开心！