C語言陣列詳解

陣列

陣列是按順序存盤的一系列型別相同的值，如10個char型別的字符或10個int型別的值，

一維陣列的創建和初始化

一維陣列的創建：

type_t   arr_name [const_n];
//type_t 是指陣列的元素型別
//arr_name 是陣列名
//const_n 是一個常量運算式，用來指定陣列大小

整個陣列只有一個陣列名，例如：

int arr1[10];
char arr2[10];
float arr3[20];

注意：
陣列創建時，[ ]中的運算式是一個常量運算式，不能是變數，
例如：

int n = 10;
int arr[n];
//這種創建是錯誤的，[]中應該為常量，而不是變數

提示：有些支持C99的編譯器中這種創建是不會報錯，在C99語法標準中有變長陣列的概念-- -
陣列[]中可以是變數，

特例：

#define Count 10
int arr[Count] = 0;

這種方式是正確的，因為這里的Count是識別符號常量，本質是常量，

一維陣列的初始化
陣列的初始化是指在創建陣列的同時，給陣列的內容一些合理的初始值，
例如：

int arr1[10] = { 1,2,3 };不完全初始化,剩下的元素默認初始化為0 
int arr1[10] = { 0 };
int arr2[] = { 1,2,3,4 };
int arr3[5] = { 1，2，3，4，5 }; //完全初始化
char arr4[3] = {'a ', 98，'c'};//字符'b'對應的ASCII值是98
char arr5[] = { 'a ', ' b', 'c ' };
char arr6[] = "abcdef";

從上面我們可以知道，陣列的初始化總的可以有這幾種形式：
陣列不完全初始化：陣列不完全初始化，則剩下的元素默認初始化為0；
陣列完全初始化：陣列所有元素都被初始化；
不指定陣列大小：陣列在創建的時候如果不指定陣列的確定大小那么就得初始化，陣列的大小根據初始化的元素個數確定

接下來我們區分一下如下代碼，看它們是如何存盤的：

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

如圖：

從圖上我們可以直觀的看到，兩個陣列的大小不同，arr1陣列比arr2陣列多了一個字符 ‘\0’ ，這就是這兩種創建形式的區別，

當我們了解它們的區別后，我們在使用strlen和sizeof的時候就要注意了,看如下代碼：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main()
{
	char arr1[] = "abc";
	char arr2[] = {'a','b','c'};
	printf("%d\n",sizeof(arr1));
	printf("%d\n",sizeof(arr2));
	printf("%d\n",strlen(arr1));
	printf("%d\n",strlen(arr2));
	return 0;
}

從上面的理解我們可以知道第一個printf和第二個printf列印的值肯定為4和3，但第三個和第四個呢？是不是認為是兩個3？我們看看輸出：
如圖：

我們可以看到最后一個輸出的值并不是3，其實這里的15是一個隨機值，因為strlen求字串長度時候，遇到’\0’才停止，沒遇到’\0’之前不停止，而arr2陣列中沒有’\0’，所以它一直往后計算直到隨機遇到一個’\0’才停止，

注意：
1.strlen 和sizeof沒有什么關聯
2.strlen 是求字串長度的–只能針對字串求長度–庫函式-使用得引頭檔案
3.sizeof 計算變數、陣列、型別大小–單位是位元組–運算子

一維陣列的使用

對于陣列的使用我們之前介紹了一個運算子︰[ ]下標參考運算子，它其實就是陣列訪問的運算子，
例如：

int main()
{
	int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};
	int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//計算陣列的元素個數
	
	//輸出陣列的內容，陣列是使用下標來訪問的，下標從0開始
	int i = 0;
	for(i=0;i<sz;i++)
	{
		printf("%d ",arr[i]);
	}
	return 0;
}

輸出結果：

總結：
1.陣列是使用下標來訪問的，下標是從0開始
2.陣列的大小可以通過計算得到
int arr[10];
int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

這樣可以計算得出陣列大小的原因：
sizeof(arr)是計算整個陣列的大小：int arr[10]代表有10個int型別的值，而一個int型別占4個位元組，所以sizeof(arr)的值是40，
而sizeof(arr[0])是計算陣列第一個元素的大小，所以值為4，
所以sizeof(arr) / sizeof(arr[0])的值為10，即為陣列大小

一維陣列在記憶體中的存盤

接下來，我們通過列印出陣列各個元素的地址來探討陣列在記憶體中的存盤，看下方代碼和輸出：

int main()
{
	int arr[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10};//整型陣列
	int sz = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);//計算陣列大小
	int i = 0;
	for(i=0;i<sz;i++)
	{
		printf("&arr[%d] = %p\n",i,&arr[i]); //%p列印地址
	}
	return 0; 
} 

輸出如圖：

從圖中我們可以看出，每個元素之間都相差4個位元組，而且隨著陣列下標的增長，元素的地址也在由低往高變化，
所以我們可以得出結論：

1、一維陣列在記憶體中是連續存放的，每個元素之間相差4個位元組
2、隨著陣列下標的增長，地址是由低到高變化的

一維陣列在記憶體中連續存放的意義：
只有當一維陣列是連續存放的方式，當我拿到一維陣列首元素地址的時候，就可以依次訪問到這個陣列的所有元素，
如圖：

這也證明了陣列在記憶體中是連續存放的

多維陣列

二維陣列

二維陣列類似于我們線性代數中的矩陣，接下來我們看看二維陣列是如何定義的吧，

二維陣列的創建和初始化

二維陣列的創建：

//二維陣列創建
int arr1[3][4];
char arr2[3][4];
double arr3[4][5];

這里我們用int arr1[3][4]進行舉例：當我們創建好陣列后，它是怎樣排列的呢？其實它類似于一個三行四列的矩陣，但它的行于列的下標與一維陣列一樣都是從0開始的，其中的元素都是int型別：
如圖：

二位陣列的初始化：

int main()
{
	//二維陣列的初始化
	int arr1[3][5] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 };
	int arr2[3][5] = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 } };
	int arr3[][5] = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, 6 } };
	//二維陣列的初始化可以省略行下標，但不能省略列下標

	char ch1[4][6] = {'a', 'b'};
	char ch2[4][6] = { {'a'},{ 'b'} };
	char ch3[4][6] = {"abc", "def", "qwe"};
	return 0;
}

注意：
二維陣列的初始化堅決不能省略行下標，可以省略列下標

接下來我們看看這些數值在二維陣列中是如何進行一一賦值的，如圖：

從第一行第一列開始，依次往后進行賦值，當一行賦值完成后，在初始化第二行，以此類推，

指定行初始化：第一個大括號里的數值初始化第一行，以此類推，

第一個字串對第一行初始化，需注意的是：每一個字串后其實還有一個字符 ‘\0’ 它同樣也會賦值陣列中，而不是由系統默認賦值為0的，
以此類推，

二維陣列的使用

二維陣列的使用也是通過下標的方式，

//二維陣列的使用也是通過下標的方式，
int main()
{
	int arr[3][5] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5 }, { 6, 7, 8, 9, 0 } };
	int i = 0;
	for (i = 0; i < 3; i++)//控制行
	{
		int j = 0;
		for (j = 0; j < 5; j++)//控制列
		{
			printf("%d ", arr[i][j]);
		}
		printf("\n");
	}
	return 0;
}

輸出結果：

二維陣列在記憶體中的存盤

之前我們在創建二維陣列的時候，它其實類似于一個矩陣（有行和列），但是二維陣列在記憶體的存盤形式是什么樣的呢？跟我們所說的矩陣形式一樣存盤的嗎？
接下來我們像一維陣列一樣，將二維陣列的每個元素和其地址列印出來：

我們同樣可以看到二維陣列的每個元素之間均相差4個位元組，所以二維陣列在記憶體中也是連續存放的！
所以二維陣列在記憶體中的實際存盤形式如圖：

二維陣列在記憶體中連續存放的意義：
在我們創建二維陣列的時候，我們說二維陣列行可以省略，列不可以省略，為什么列不可以省略呢？
1、因為當列確定的時候，我們才能知道一行有多少個元素，才能知道第二行從哪里開始，否則的話，這個二維陣列就不是確定的
2、只有當二維陣列是連續存放的方式，當我拿到二維陣列首元素地址的時候，就可以依次訪問到這個陣列的所有元素

如圖：

這里二維陣列arr[3][5]可以看作有3個元素，每個元素是一個一維陣列

其他多維陣列

前面討論的二維陣列的相關內容都適用于三維陣列或更多維的陣列，可以這樣宣告一個三維陣列：
int box[10][20][30];
可以把一維陣列想象成一行資料，把二維陣列想象成資料表，把三維陣列想象成一疊資料表，例如，把上面宣告的三維陣列box想象成10個二維陣列（每個二維陣列都是20行30列）堆疊起來，
通常，處理三維陣列需要使用3重嵌套回圈，處理斯維陣列要使用4重嵌套回圈，，對于其他多維陣列，以此類推，

陣列越界

陣列的下標是有范圍限制的，
陣列的下標規定從0開始的，如果有n個元素，最后一個元素的下標就是n-1，
所以陣列的下標如果小于0，或者大于n-1，就是陣列越界訪問了，超出了陣列合法空間的訪問，
C語言本身是不做陣列下標的越界檢查，有的編譯器也不一定報錯，所以我們在訪問陣列的時候，一定要注意，陣列訪問是否越界，

陣列名是什么？

我們在日常寫代碼中，可能會將陣列作為引數進行傳參啊，還有求陣列大小啊
等等，這些都會使用到陣列名，那陣列名到底是什么呢？
陣列名表示整個陣列
陣列名只有在兩個特殊情況下陣列名表示整個陣列，

1.sizeof(陣列名)–計算整個陣列大小
例如：

2.&陣列名—取出的是整個陣列的地址
例如：

兩個地址之間相差16個位元組，因為&arr開始指向的是首元素的地址，加一之后，直接跳到最后一個元素的地址，
如圖：

陣列名表示首元素地址
除了上述兩種特殊情況之外，其余所有陣列名都表示陣列首元素的地址 ：
例如：