数组之一维数组

1. 数组的概念

数组是一组相同元素的集合，

• 数组中存放的是1个或者多个数据，但数组元素个数不能为0
• 数组中存放的多个数据，类型是相同的

数组分为一维数组和多维数组，多维数组一般比较多见的是二维数组。

2. 一维数组的创建和初始化

2.1 数组创建

一维数组创建的基本语法如下，

type arr_name[常量值]

存放在数组的值被称为数组的元素 ，数组在创建的时候可以指定数组的大小 和数组的元素类型。

• type指定的数组中存放的数据的类型，可以是char，short，int，float等，也可以自定义的类型。
• arr_name:指定的数组的名称，这个名字根据实际应用场景，起的名字有意义即可
• []中的内容是一个常量值，用来指定数组的大小，这个大小可以根据实际情况指定即可

比如，我们现在想要存放某个班级的20名学生的数学成绩，那么我们可以创建一个数组，如下，

#include <stdio.h>
int main()
{
    // 创建和初始化
    // 数组有20个元素，每个元素的类型为 int
    int math[20] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19};//完全初始化
    int math2[20] = { 0,1,2,3,4,5 }; // 不完全初始化，其余的元素默认初始化为0
​
    return 0;
}

当然，我们也可以根据需要创建其他类型和大小的数组

#include <stdio.h>
int main()
{
    char ch[5] = { 'a','b' }; 
    char ch2[5] = "abc";
​
    double arr[6] = { 0.0 }; // 不完全初始化,大小为6,数组中的元素类型为double
    int arr2[3] = { 1,2,3 }; // 完全初始化
    return 0;
}

2.2 数组的初始化

如上面的代码，在创建数组时，不仅可以指定数组的大小和数组中元素的类型，我们还可以给定一些初始值，这种就被称为初始化。我们进行数组的初始化时，一般使用大括号，将数组元素放在大括号中。

数组初始化的方式可以分为2种，一种是完全初始化，一种是不完全初始化。

//不完全初始化
int arr[5] = { 1,2,3,4,5 };
//不完全初始化
int arr2[5] = { 1 }; // 第一个元素初始化值为1，剩余元素默认初始化值为0

并且这里也需要注意的是一种错误的初始化方式，即初始化的值的个数超过了给定数组的大小，会出现如下的警告：

// 初始化的值的个数超过了给定数组的大小
int arr[5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

2.3 数组的类型

数组也是有类型的，数组是一个自定义类型，去掉数组名剩下的部分就是数组的类型

例如，

int arr1[10];
int arr2[32];
char ch[3];

我们按键盘上的F10键，进入调试阶段，通过监视器可以看到

• arr1 数组的类型是 int [10]
• arr2 数组的类型是 int [32]
• ch 数组的类型是 char [5]

这里需要注意的是arr1 的数组的类型和arr2 的数组的类型是不同的。

3. 一维数组的使用

3.1 数组的下标

C语言规定数组是有下标的，下标是从0开始的。假设数组有n个元素，最后一个元素的下标是n-1下标就相当于数组元素的编号，如下

int arr[10] = { 1,2,3,4.5,6,7,8,9,10 };

在C语言中数组访问提供了一个操作符[]，这个操作符叫做：下标引用操作符

有了下标引用操作符，我们就可以轻松的访问到数组的元素了，比如我们访问下标为7的元素，我们就可以是使用arr[7]；想要访问下标为3的元素，我们就可以使用arr[3],参考代码如下

#include <stdio.h>
int main()
{
    // 当对数据进行初始化的时候,数组的大小可以被省略。
    // 编译器会根据数组的初始化内容，自动计算数组元素的个数
    // int arr[10] = { 1,2,3,4.5,6,7,8,9,10 };
    //          10 是指数组的元素个数的大小
    int arr[] = { 1,2,3,4.5,6,7,8,9,10 };
    printf("%d\n", arr[7]);
    //            这里的7是数组元素的下标
    printf("%d\n", arr[3]);
    return 0;
}

3.2 数组元素的打印

如果要访问整个数组的内容，应该如何编写程序呢？

我们只需要产生数组所有元素的下标就可以了，那么，下面提供一个参考代码，利用for循环产生0~9的下标

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};
    // 对应的下标 0,1,2,3,4,5,6,7,8, 9
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

3.3 数组的输入

代码题：使用scanf函数给数组输入10个值，并通过printf函数输出数组的元素。

下面是参考代码

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = {0};//初始化数组
    int i = 0; // 初始化下标
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        // 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
        scanf("%d", &arr[i]);
    }
    // 打印
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

那么如果是打印输入10个元素的地址呢？

// %p - 地址
#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int i = 0; // 初始化下标
    // 打印
    for (i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("&arr[%d] = %p\n", i, &arr[i]);
    }
    return 0;
}

4. 一维数组在内存中的存储

从输出的结果分析，数组随着下标的增长，地址是由大到小变化的 ，并且相邻两个数组之间的元素相差4（这是因为一个int类型的数据占4个字节）。因此我们可以得出结论：数组在内存中是连续存放的。这为后期学习使用指针访问数组奠定了基础。

5. sizeof计算数组元素个数

在遍历数组的时候，我们通常需要知道数组中元素的个数，在上面的例子中我们是事先已知数组的长度的，那么C语言中，有没有可以直接通过程序来计算数组中元素个数的方法吗？ 答案是有的，可以使用sizeof。

sizeof是C语言的一个关键字，是可以计算类型或者变量大小的，其实sizeof也可计算数组的长度，例如

#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
    int a = 0;
    printf("%zd\n", sizeof(a)); // 单位:字节  4
    printf("%zd\n", sizeof(int)); // 单位:字节 4
​
    printf("%zd\n", sizeof(arr)); // 40  = 4 * 10 
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 40 / 4 = 10
    printf("%d\n", sz);
    return 0;
}

那么，我们sizeof计算出了数组的长度为10，就可以将上面代码中手动输入的10替换为sizeof的方法，参考代码如下，

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