C语言中动态数组的作用,C语言实现动态数组
前言
在纯C语言编程中，数组的创建必须是固定的大小，因为C语言本身没有提供动态数组这种数据结构，这是一个让习惯了使用高级语言编程的人转做C开发面临的一个很头疼的问题，本篇文章就将介绍如何使用纯C语言编程实现一个对象来作为动态数组。
阅读本篇文章前，作者假设读者已经对C语言的基础概念有了一定了解，比如知道什么叫数组，知道C语言的基础语法等。如果读者还对C语言一无所知，请先对C语言做一个了解和入门级的学习之后，再来阅读本篇文章。
1：C语言中的数组分析
1.int my_array[100];
如上的代码，是使用C语言来创建了一个可以存放100个整数的数组，这个就是C语言中的数组。
2．这行代码一共做了两件事情：
(1)：在栈或者全局数据区开辟了内存空间(如果是写在某个函数的内部，就是在栈上开辟的空间，如果是写在函数外面，就是在全局数据区上开辟的空间)，开辟的内存空间大小为100*sizeof(int)个字节的内存空间。如果是在栈上开辟的，那么这块内存空间会在走到所在函数return之后释放，如果是在全局数据区，会随着进程的结束而释放。
(2)：创建一个指针指向新开辟的内存区域，并将该区域的地址赋值给my_array保存，这样，我们就可以通过下标来对数组中的成员进行访问，比如：my_array[9]可以访问第10个成员。此外，还可以通过取地址指向内容的方式来访问数组成员，比如*(my_array+10)，同样可以得到和my_array[10]一样的值。
3．从上面分析int my_array[100];这行代码可以看出，数组的操作本质上就是内存的操作，小标的索引只是一种糖衣语法。
4．这种数组的缺点大家可以很容易想到，数组开辟的空间大小不根据实际数据的多少来决定，造成了空间上的浪费，另外当数据量大余数组的最大容量时，会造成程序的崩溃。
补充：有的朋友也许会说，按照上面的写法开辟数组后，执行my_array[100]=1或者my_array[102]=1都不出现崩溃，这个只是因为你的运气好，原因是在my_array指向的内存区域中，第101个或者第102位置正好有空间而已，因为我们写my_array[100]只能保证有100个位置是可以使用的，至于100以后的，那就要看系统的“心情”了！
二．定义一个my_vector结构体
接下来要介绍动态数组使用到的结构体以及对应的方法声明。首先创建一个myVector.h的文件，并编写如下的代码：
// my_vector默认大小
#define MY_VECTOR_DEF_SIZE 10
// 结构体定义
typedef struct {
int curSize; // 已用的大小
int maxSize; // 数组最大存储大小
int *data; // 实际的数据地址
} my_vector;
// 初始化结构体
void InitMyVector(my_vector *vector);
// 追加成员
void AppendMyVector(my_vector *vector, int value);
// 返回指定下标中的数据，如果失败返回-1
int GetMyVector(my_vector *vector, int index);
// 设置指定位置的指为指定数据
void SetMyVector(my_vector *vector, int index, int value);
// 将当前的my_vecotr存储空间直接扩大一倍
void DoubleCapacityMyVector(my_vector *vector);
// 释放资源
void FreeMyVector(my_vector *vector);
三．实现定义的my_vector结构体
声明完成之后要做的就是实现声明的函数了。创建一个myVector. C的文件，并编写如下代码：
#include
#include
#include "myVector.h"
// 初始化
void InitMyVector(my_vector *vector)
{
// 数据初始化
vector->curSize = 0;
vector->maxSize = MY_VECTOR_DEF_SIZE;
// 开辟存储实际数据的空间
vector->data = (int*)malloc(sizeof(int) * vector->maxSize);
}
// 追加值
void AppendMyVector(my_vector *vector, int value)
{
// 空间不够了需要增大
DoubleCapacityMyVector(vector);
// 添加新的数据到数组尾
vector->data[vector->curSize++] = value;
}
// 获的值
int GetMyVector(my_vector *vector, int index)
{
// 输入的数据如果小于0或者是大余数组最大存储值时，直接退出程序，因为数据不合法
if (index >= vector->curSize || index < 0) { exit(1); } // 如果输入的是一个合法的数据那么返回对应的数据 return vector->data[index];
}
// 设置值
void SetMyVector(my_vector *vector, int index, int value)
{
// 用0作为默认值来他填充数组
while (index >= vector->curSize)
{
AppendMyVector(vector, 0);
}
vector->data[index] = value;
}
// 扩大空间
void DoubleCapacityMyVector(my_vector *vector)
{
if (vector->curSize >= vector->maxSize)
{
// 扩大数组大小为当前的两倍
vector->maxSize *= 2;
vector->data = (int*)realloc(vector->data, sizeof(int) * vector->maxSize);
}
}
//释放空间
void FreeMyVector(my_vector *vector)
{
free(vector->data);
}
四．使用my_vector结构体创建结构体对象
创建一个main.c的文件，并编写如下代码
#include
#include "myVector.h"
int main()
{
// 声明vector对象
my_vector vector;
int i;
// 初始化vector对象
InitMyVector(&vector);
// 随便初始化点数据
for (i = 0; i <200; i++)
{
AppendMyVector(&vector, i);
}
// 测试用，在第200位置设置1，200之前的数据如果为空自动填充为0，当前程序就是200-299为0
SetMyVector(&vector, 300, 1);
// 测试用，取指定位置的数据
printf("%d\n", GetMyVector(&vector, 6));
// 测试用，输出每一个成员
for (i = 0; i < vector.curSize; i++)
{
printf("%d %d\n", i, GetMyVector(&vector, i));
}
// 使用完之后要释放，不然会有内存泄露
FreeMyVector(&vector);
return 0;
}
到此为止，我们已经实现了用C语言去创建动态数组，其实动态数组的本质也是静态的，只不过空间的增加我们做了一些手动的处理而已。
类似的，删除指定位置的数据也可以用上面的方式去实现。请大家自己理解学习尝试进行实现！
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