C语言数组详细介绍

什么是数组

数组（Array）是一种用来存储同一种类型的集合，是一种有序的线性结构表。并且数组元素的地址是连续的。

数组最大的优点就是支持随机访问，当想访问数组的某个数时，只需要找到数组的对应下标就可以直接找到该数组对应元素。但是数组也有相应的缺点，那就是数组的元素个数和数组空间大小在创建时就已经被固定死了，如果数组的空间没有使用完也会造成空间浪费，并且因为数组的地址是连续的，这本应该是一个优点的，但是这导致数组在进行删除或增加元素时需要O(n)才能完成。

数组的下标

数组下标是从0开始的，假设，访问arr[5]元素时，访问的是数组的第6个元素，访问arr[0]时，访问的是数组的第一个元素。

一维数组

一维数组创建

一维数组是常见的数组，创建方法是：数据类型 + 数组名 [ 元素个数 ]；

int arr[10];

在C99的标准之前，当数组在创建时，方括号内的数组元素个数只能是常量，使用的常量也必须是真正意义上的常量，比如用const修饰的变量有了常属性，但不是真正意义的常量，而由define定义的常量可以用来做数组元素个数。而C99之后数字方括号内的元素可以使用变量，而使用变量的做数组元素个数的数组，叫做变长数组。

一维数组初始化

int arr[10] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//整形数组
int arr[] = {0}//不指定大小但必须初始化
char ch[10] = {'1','2','3'};//字符数组
char str[10] = "abcde";//字符串数组

一维数组的赋值

用循环变量访问数组下标，给数组进行赋值。%s对应的是输入一个字符串，需要提供一个字符数组来存储，数组名是一个地址，所以不用加&取地址。

int arr[10] = {0};
for(int i = 0;i < 10;i++)
{
    scanf("%d",&arr[i];
}
 
char str[10] = {0};
scanf("%s",str);//字符串赋值可以不取地址和循环

一维数组在内存的存储方式

一维数组的元素地址是连续的，也就是元素的地址一个紧挨着一个。地址在内存是以二进制进行存储的，但是如果以二进制来展示的话就会非常的长而且也未必好理解，所以就由十六进制来进行展示。（下图）观察下图可发现，地址的是由低到高随着下标增长而增长的，有规律的递增，且每个数组元素地址都相差了四个字节，相差的四个字节是一个int整形的空间大小。

二维数组

二维数组在我们的逻辑概念中可以是一个矩阵，但在内存中与一维数组一样是一个连续的地址空间。通常我们将二维数组的第一个方括号看做行，第二个方括号看做是列。

二维数组的创建和初始化

二维数组与一维数组只是多加了一个方括号。数据类型 + 数组名[元素个数][元素个数]；

int arr[3][3] = {1,2,3,4};//4自动存到arr[1][0]的位置
int arr[3][3] = {{1,2,3},
                 {4,5,6},
                 {7,8,9}};//一个大括号代表一行，每个大括号以逗号隔开
int arr[][3] = {0};//二维数组可以不初始化行，但必须初始化列

二维数组的赋值

给二维数组赋值，与一维数组一样都需要循环来搞定,但是二维数组需要在一维数组的循环基础上再嵌套一层循环。

int arr[3][3] = {0};
for(int i = 0;i < 3;i++)
{
    for(int j = 0;j < 3;j++)
    {
        scanf("%d",&arr[i][j]);//i访问行，j访问列
    }
}

数组越界

数组的下标范围是有限的，因为数组的下标是由0开始的，所以数组能访问的的下标就是数组元素个数减一个（N-1），当访问了不属于数组元素地址范围的空间，就叫做数组越界。假设一个arr[10]的数组，当访问下标时大于等于10的时候，就会导致数组向后溢出，也叫下溢出，相对的，当数组向数组第一个元素的前面越界访问时，也就是下标小于0，就叫上溢出，越界访问是非常危险的一个操作，因为有的编译器没有检查数组是否越界的功能，所以，当程序员在写代码所以数组时，要非常注意数组是否存在越界问题。二维数组的行和列也同样

 数组名

数组名是指向数组首元素地址的指针，即下标为0的元素的地址的指针。上面说，由于数组的地址是连续的，所以当找到数组的首元素就可以找到数组的其他成员。如果用sizeof(数组名)，这里的数组名代表的是整个数组，计算的是整个数组的大小。再除以sizeof(下标为0的地址)，就可以得到数组的元素个数。

 数组的传参方式

当要将数组作为函数参数进行传参时，需要在函数的传参位置放一个数组名，形参部分就会接收到一个数组的首元素地址的指针，而接收这个指针就也需要同类型的指针。在形参部分，数组可以有两种形式表示，一种是以数组的形式，一种是以指针的形式，两种方式都可以对数组进行传参。

void bubble_sort(int arr[])
void bubble_sort(int* arr)

当数组在传参之后，函数部分是不能计算数组的元素个数的。因为形参接收的只是一个数组的首元素地址的指针，而不是整个数组，计算数组的时候也只是计算了数组的首元素地址的大小，然后再除以首元素地址的大小，所以理所当然的得到一个1。所以，当数组需要传参，并且还需要用到数组的元素个数时，要先计算好数组元素个数，将计算好的元素个数和数组一起传参。

 结尾

数组其实不只有一维和二维数组，还有三维数组甚至更高维，但是在情况下很少会用到，而且对于初学者用到二维数组就已经足以。

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