【C语言】数组

一、数组的定义

1.1 什么是数组？

数组是一种数据结构，它可以存储多个相同类型的元素。

1.2 数组的定义

一般形式：数据类型数组名 $数组长度$

•int grades $100$ ;//定义了一个名为gardes的整数数组，该数组可以存储100个整数。

•元素数量必须是整数
C99之前：元素数量必须是编译时刻确定的字面量，也就是不能使用变量或表达式来指定数组的大小。这意味着在声明数组时，必须使用一个明确的常量来表示数组的大小。

例如，下面的代码是不被允许的：
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int size = 10;
int arr[size]; // 编译错误，不能使用变量来指定数组大小
C99之后：C99引入了可变数组（VLA），允许使用变量来指定数组的大小。这在某些情况下非常方便，特别是当你需要在运行时根据条件来确定数组的大小时。

1.3 数组的初始化

C语言中，对数组进行初始化有多种方式。下面会一一列举：

1.逐个初始化。
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int arr[5];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
arr[3] = 4;
arr[4] = 5;//arr[5]={1,2,3,4,5}
2.使用初始化列表。
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int arr[5]={1,2,3,4,5};//arr[5]={1,2,3,4,5}
3.使用部分初始化列表，剩下的元素会自动初始化为0。
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int arr[5]={1,2,3};//arr[5]={1,2,3,0,0}
4.使用循环初始化
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int arr[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    arr[i] = i + 1;
}

二、数组的应用

2.1 数组分类

一维数组：数组是由相同类型的元素组成的有序集合，可以包含任意数量的元素。一维数组是最简单的数组形式，所有元素都排列在同一个线性序列中。
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int numbers[5];
多维数组：除了一维数组，C语言还支持多维数组。多维数组是由多个一维数组组成的数据结构，可以是二维、三维或更高维度的数组。
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int a[3][2][6];//三维数组

静态数组：静态数组在声明时就给定了固定的大小，无法在运行时改变数组的大小。
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int numbers[5];
动态数组：动态数组是在运行时使用malloc或calloc等函数动态分配内存空间的数组，可以根据需要改变数组的大小。
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    printf("请输入数组大小：");
    scanf("%d", &size);

    arr = (int*)malloc(size * sizeof(int));// 使用malloc函数动态分配内存

    for (int i = 0; i < size; i++) {
        scanf("%d", &arr[i]);
    }

2.2 访问数组

数组元素的访问：数组中的元素可以通过索引来访问，索引从0开始，依次递增。例如，数组arr的第一个元素可以通过arr $0$ 访问，第二个元素可以通过arr $1$ 访问，以此类推。
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	int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%d", a[0]);//输出1
	printf("%d", a[1]);//输出2
	printf("%d", a[2]);//输出3
	printf("%d", a[3]);//输出4
	printf("%d", a[4]);//输出5
数组名的特殊性：在C语言中，++数组名本身实际上是一个指向数组第一个元素的指针++，可以通过数组名来访问数组的元素。arr==&arr $0$ 。
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	int a[5] = { 1,2,3,4,5 };
	scanf_s("%d", a);
	printf("%d", a[0]);//输入XX，就输出XX
数组不要越界访问：C语言中的数组是没有边界检查的，如果访问超出数组范围的元素，可能会访问到非法内存区域，导致程序崩溃或产生不可预期的结果。
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int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int x = arr[6]; // 越界访问

2.3 数组作为函数参数（int a\[\]==int *a）

数组作为函数参数：在函数中，可以将数组作为参数传递给函数。

++函数参数int a\[\]和int *a传递的东西是一样的。++在函数调用时，数组名a会被自动转换为指向数组第一个元素的指针。因此，无论是使用int a\[\]还是int *a作为函数参数，在函数内部都可以通过指针操作来访问或修改数组的元素。
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#include<stdio.h>

void f(int *a, int L);//指针作为函数参数

int main() {
	int a[5] = {1,2,3,4,5};
	f(a, sizeof(a) / sizeof(int));
	printf("%d", a[0]);//输出99，成功修改a[0]
	return 0;
}

void f(int *a, int L) {
	a[0] = 99;
}
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#include<stdio.h>

void f(int a[], int L);//数组作为函数参数

int main() {
	int a[5] = {1,2,3,4,5};
	f(a, sizeof(a) / sizeof(int));
	printf("%d", a[0]);//输出99，成功修改a[0]
	return 0;
}

void f(int a[], int L) {
	a[0] = 99;
}

2.4 数组长度（sizeof）

数组的长度：数组的长度可以通过sizeof运算符来获取。

例如：sizeof(arr)返回数组arr的总字节数。
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	int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%zu", sizeof(arr));//输出20
sizeof(arr $0$ )返回数组元素的字节数。
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	int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%zu", sizeof(arr[0]));//输出4
sizeof(arr)/sizeof(arr $0$ )返回数组元素个数。
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	int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
	printf("%zu", sizeof(arr)/sizeof(arr[0]));//输出5

三、字符串与数组的关系

在C语言中，字符串可以被视为字符数组。另有文章讲解：

四、可变数组

（未完待续）