认识一维数组和二维数组

目录

1. 一维数组的创建和初始化 

1.1数组的创建

1.2 数组的初始化

1.3一维数组的使用

1.4 一维数组在内存中的存储

2. 二维数组的创建和初始化

2.1 二维数组的创建

2.2 二维数组的初始化

2.3 二维数组的使用

2.4 二维数组在内存中的存储

 3.数组越界

4. 数组作为函数参数

4.1数组名是什么?

5.为何初始化数组时可以省略行而不能省略列?


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。(数组表示的是类型相同的一组数据)

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

数组创建的实例:

//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];

在不考虑变长数组情况下,在创建的数组中[ ]中应该是常量表达式

注意: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,但是在目前的vs2022中无法使用变长数组。且变长数组是无法进行初始化的。

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)。

例如:

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。

但是如下数组内存的分配需要着重了解:

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

数组arr1中数组在内存中最后还分配了空间来存储' \0 ' ,这是字符串的结束标志。

1.3一维数组的使用

访问数组元素我们需要知道数组元素的下标,并且用操作符: [] ——下标引用操作符。来访问数组。

#include 
int main()
{
	//首先创建数组并且初始化
	int arr[10] = { 0 };

    //计算数组的元素个数
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    //下标起始位置
	int i = 0;

	for (i = 0; i < 10; i++)//产生0-9的下标
	{
		arr[i] = i;
	}

	//输出数组的内容

	for (i = 0; i < 10; ++i)
	{
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	return 0;
}

由此我们可知: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。

1.4 一维数组在内存中的存储

探讨数组在内存中的存储。

#include 
int main()
{
 int arr[10] = {0};
 int i = 0;
    int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
    
 for(i=0; i

运行结果如下:

认识一维数组和二维数组_第1张图片

 此处显示的数组的地址由十六进制数来表示;由此可计算得出在int 型数组中每个元素的地址之间的地址差为4,这是因为int类型一个元素占用四个字节的大小,一个字节便是一个地址的标号,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。

可得:数组在内存中是连续存放的。

认识一维数组和二维数组_第2张图片


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];

可以将二维数组想象成行和列存放的相同类型的元素

2.2 二维数组的初始化

//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

为什么二维数组如果初始化行能省略而列不能省略呢?

原因我们在文章最后说明

2.3 二维数组的使用

二维数组使用也是通过下标的方式

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

运行结果如下下

认识一维数组和二维数组_第3张图片

 跟一维数组一样,分析可知二维数组在内认识一维数组和二维数组_第4张图片存中也是连续存储的

 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, 所以写代码时,最好自己做越界的检查。

#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;
}

二维数组的行和列也可能存在越界。

4. 数组作为函数参数

我们在写代码的时候,会将数组作为参数传个函数,我们在此只需知道数组对函数传参时传递的是数组首个元素的地址。

典例:用冒泡排序思想排序一个整型数组

4.1数组名是什么?

#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;
}

运行结果如下

认识一维数组和二维数组_第5张图片

我们可以看出 

数组名是数组首元素的地址。相当于数组名arr便是一个指针。因此可以对指针进行解引用操作找到对应的元素  *arr=1 

但是有两个例外:

1:

如果数组名是首元素地址,那么此处应该报错
#include 
int   main()
{
	int arr[10] = { 0 };
	printf("%d\n", sizeof(arr));
	return 0;
}

认识一维数组和二维数组_第6张图片

结果却是40。

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。

总结如下;

认识一维数组和二维数组_第7张图片


5.为何初始化数组时可以省略行而不能省略列?

二维数组是由多个一维数组组成的,每一行就是一个一维数组,每一列就是每个一维数组中的一个元素。二维数组在内存中是按行连续存放的,也就是说,第一行的元素排列完之后,再排列第二行的元素,以此类推。

当我们定义一个二维数组时,我们必须指定它的行数和列数,比如 int arr[3][4] 表示一个有 3 行 4 列的二维数组。但是当我们初始化一个二维数组时,我们可以省略行数,但不能省略列数,比如 int arr[][4] = {{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}}; 表示一个有 3 行 4 列的二维数组,其中行数是根据初始化的数据自动确定的。

为什么可以省略行数呢?这是因为当我们给出列数时,编译器就可以根据列数和初始化的数据来计算出行数,从而确定二维数组在内存中的大小和位置。编译器在处理二维数组时,对于 arr[i][j] 处的元素,它的寻址方式是 arr + 4 * i + j ,其中 4 是列数。

为什么不能省略列数呢?这是因为如果我们只给出行数而不给出列数,那么编译器就无法确定每个一维数组中有多少个元素,也就无法确定每一行在内存中占用多少空间,从而无法正确地寻址和存储数据。


下篇文章我还会用三子棋小游戏来实践数组的应用。加深对数组的理解


以上便是我对数组相关知识理解,希望这边文章对你有所帮助,您的一键三连是对我最大的支持,谢谢!


 

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