C语言——数组【详解】

1. 一维数组的创建和初始化

1.1 数组的创建

数组是一组相同类型元素的集合。
数组创建的实例：

//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？
//代码3
char arr3[10];
float arr4[1];
double arr5[20];

注： 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。

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）。
代码实例：

int arr1[10] = {1,2,3};//不完全初始化，剩余的默认初始化为0
int arr2[] = {1,2,3,4};//不给定大小数组会根据初始化的内容来确定大小
int arr3[5] = {1，2，3，4，5}；//完全初始化
char arr4[3] = {'a',98, 'c'};
char arr5[] = {'a','b','c'};
char arr6[] = "abc";

实际操作说明char arr5[]与char arr6[]的区别

1.3 一维数组的使用

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。
我们来看代码：

#include 
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 (i = 0; i < 10; i++)
	{
		arr[i] = i;
	}
	//输出数组的内容
	for (i = 0; i < 10; ++i)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

总结:

1. 数组是使用下标来访问的，下标是从0开始。
2. 数组的大小可以通过计算得到。
3. 数组也是有类型的

int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//计算数组大小

1.4 一维数组在内存中的存储

打印地址来看他在数组中是如何存储的
看代码：

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

运行结果：

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。每两个相邻的地址间差四个字节。
由此可以得出结论：数组在内存中是连续存放的。

代码二：

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

运行结果：

如果p是起始位置那么p+i是从起始位置逐一增加从而逐渐查找，如下图所示

那么，如果我们想要把数组里的元素全部打印出来，可以通过对指针的解引用来查询

#include 
int main()
{
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
	int i = 0;
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	int* p = &arr[0];
	for (i = 0; i < sz; i++)
	{
		printf("%d ", *(p + i));
	}
	return 0;
}

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
//[行][列]
int arr[3][4];
char arr[3][5];
double arr[2][4];

2.2 二维数组的初始化

#include
int main()
{
int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
printf(“%d\n”, arr1[1][2]);
return 0;
}

//数组初始化
int arr[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};//完全初始化
int arr[3][4] = {{1,2},{4,5}};//不完全初始化
//{1,2}放第一行，{4,5}放第二行，以此类推
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

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。
看代码：

#include 
int main()
{
	int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
	printf("%d\n", arr1[1][2]);
	return 0;
}

二维数组的下标的行和列也是从0开始，找到行和列的下标从而找到元素
访问二维数组的每个元素
代码演示：

#include 
int main()
{
	int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
	int i = 0;
		for (i = 0; i < 3; i++)//0 1 2
		{
			int j = 0;
			for (j = 0; j < 4; j++)
			{
				printf("%2d ", arr1[i][j]);
				//%2打印两位右对齐，%-2d左对齐
			}
			printf("\n");
		}
	
		return 0;
}

2.4 二维数组在内存中的存储

像一维数组一样，这里我们尝试打印二维数组的每个元素。

#include 
int main()
{
	int arr[3][4];
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			printf("&arr[%d][%d] = %p\n", i, j, &arr[i][j]);
		}
	}
	return 0;
}

打印结果：

通过结果我们可以分析到，其实二维数组在内存中也是连续存储的。

如果把二维数组的每一行看成一个一维数组，那么每一行的一维数组也是有数组名的
arr[0]是第一行的数组名，arr[1]是第二行的数组名，以此类推

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。
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
代码说明：

#include 
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\n", arr[i]);//当i等于10的时候，越界访问了
	}
	return 0;
}

运行结果错误，因为下标的访问越界了，但是编译器没有报错

二维数组的行和列也可能存在越界。

4. 数组作为函数参数

往往我们在写代码的时候，会将数组作为参数传个函数，比如：我要实现一个冒泡排序，函数将一个整形数组排序。

4.1 冒泡排序

冒泡排序思想： 相邻两个元素进行比较，将较大的数向后移动，较小的数向前移动
具体图文解释：
一次冒泡排序，把最大的数找到并固定在右边（冒泡排序为升序）

数组名是什么？
看代码：

#include 
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;
}

运行结果

结论：

数组名是数组首元素的地址。（有两个例外）

1. sizeof(数组名)，数组名如果单独放在sizeof内部，这里的数组名表示整个数组，计算的是整个数组的大小
   例如：
   
   此代码输出结果为40

2. &数组名，这里的数组名表示整个数组，取出的是整个数组的地址
   除此之外，遇到的所有的数组名都是数组首元素的地址

排序代码：

#include 
void bubble_sort(int arr[], int sz)
    //因为数组传参传的是地址，所以int arr[] 表示的依然是一个指针： int *arr 
{
	int i = 0;

	//冒泡排序的趟数
	for (i = 0; i < sz - 1; i++)
	{
		//一趟冒泡排序的过程
		int j = 0;
		for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int tmp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = tmp;
			}
		}
	}
}
int main()
{
	int arr[] = { 3,1,5,9,2,4,7,6,8,0 };
	//排序 - 升序
	//冒泡排序
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	bubble_sort(arr, sz);//arr是数组首元素的地址
	//只传数组不传元素个数进去，这种算法结果是错误的
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 10; i++)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}

	return 0;
}