15.数组
- 数组
C 语言支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。
数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。
数组中的特定元素可以通过索引访问，第一个索引值为 0。
- 声明数组
在 C 中要声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量
下边这叫做一维数组。arraySize 必须是一个大于零的整数常量，type 可以是任意有效的 C 数据类型
type arrayName [ arraySize ];
如：double balance[10];
现在 balance 是一个可用的数组，可以容纳 10 个类型为 double 的数字。
- 初始化数组
在 C 中，您可以逐个初始化数组，也可以使用一个初始化语句，如下所示：
double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};
//大括号 { } 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。
//如果您省略掉了数组的大小，数组的大小则为初始化时元素的个数。因此，如果：
double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};
- 为数组中某个元素赋值的实例：
balance[4] = 50.0;
下图是一个长度为 10 的数组，第一个元素的索引值为 0，第九个元素 runoob 的索引值为 8:
- 访问数组元素
数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内，跟在数组名称的后边。例如：
double salary = balance[9];
上面的语句将把数组中第 10 个元素的值赋给 salary 变量。下面的实例使用了上述的三个概念，即，声明数组、数组赋值、访问数组：
#include <stdio.h>
int main ()
{
int n[ 10 ]; /* n 是一个包含 10 个整数的数组 */
int i,j;
/* 初始化数组元素 */
for ( i = 0; i < 10; i++ )
{
n[ i ] = i + 100; /* 设置元素 i 为 i + 100 */
}
/* 输出数组中每个元素的值 */
for (j = 0; j < 10; j++ )
{
printf("Element[%d] = %d\n", j, n[j] );
}
return 0;
}
- 获取数组长度
数组长度可以使用 sizeof 运算符来获取数组的长度，例如：
int numbers[] = {1,2,3,4,5};
int length = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
sizeof() 获取到的是字节长度
int main()
{
int arr[] = { 2, 2, 3, 4, 5 };
int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[2]);
printf("sizeof(arr)=%d\n", sizeof(arr));
printf("sizeof(arr[0])=%d\n", sizeof(arr[0]));
printf("数组长度为：%d\n", length);
return 0;
}
- 扩展：使用 宏定义
#include <stdio.h>
# define LENGTH(arr) sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) // 宏定义，获取数组长度
int main()
{
int arr[] = { 2, 2, 3, 4, 5 };
//int length = sizeof(arr) / sizeof(arr[2]);
int length = LENGTH(arr);
printf("sizeof(arr)=%d\n", sizeof(arr));
printf("sizeof(arr[0])=%d\n", sizeof(arr[0]));
printf("数组长度为：%d\n", length);
return 0;
}
// 数组长度为: 5
- 数组名
在 C 语言中，数组名表示数组的地址，即数组首元素的地址。
如：
int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
在这里，myArray 是数组名，它表示整数类型的数组，包含 5 个元素。myArray 也代表着数组的地址，即第一个元素的地址。
数组名本身是一个常量指针，意味着它的值是不能被改变的，一旦确定，就不能再指向其他地方。
我们可以使用&运算符来获取数组的地址，如下所示：
int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int *ptr = &myArray[0]; //或者直接写作 int *ptr = myArray;
在上面的例子中，ptr 指针变量被初始化为 myArray 的地址，即数组的第一个元素的地址。
需要注意的是，虽然数组名表示数组的地址，但在大多数情况下，数组名会自动转换为指向数组首元素的指针。这意味着我们可以直接将数组名用于指针运算，例如在函数传递参数或遍历数组时：
#include <stdio.h>
void printArray(int arr[], int size)
{
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d\n", arr[i]); // 数组arr被当作指针使用
}
}
int main(){
int myArray[5] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
printArray(myArray, 5); // 调用函数
return 0;
}
在上述代码中，printArray 函数接受一个整数数组和数组大小作为参数，我们将 myArray 数组名传递给函数，函数内部可以像使用指针一样使用 arr 数组名。
- 多维数组
C 语言支持多维数组。多维数组声明的一般形式如下：
type name[size1][size2]...[sizeN];
例如，下面的声明创建了一个三维 5 . 10 . 4 整型数组：
int threedim[5][10][4];
- 二维数组
多维数组最简单的形式是二维数组。一个二维数组，在本质上，是一个一维数组的列表。声明一个 x 行 y 列的二维整型数组，形式如下：
type arrayName [ x ][ y ];
其中，type 可以是任意有效的 C 数据类型，arrayName 是一个有效的 C 标识符。
一个二维数组可以被认为是一个带有 x 行和 y 列的表格。
下面是一个二维数组，包含 3 行和 4 列：
int x[3][4];
因此，数组中的每个元素是使用形式为 a[ i , j ] 的元素名称来标识的，其中 a 是数组名称，i 和 j 是唯一标识 a 中每个元素的下标。
- 初始化二维数组
多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化。
下面是一个带有 3 行 4 列的数组。
int a[3][4] = {
{0, 1, 2, 3} , /* 初始化索引号为 0 的行 */
{4, 5, 6, 7} , /* 初始化索引号为 1 的行 */
{8, 9, 10, 11} /* 初始化索引号为 2 的行 */
};
内部嵌套的括号是可选的，下面的初始化与上面是等同的：
int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
- 访问二维数组元素
int val = a[2][3];
上面的语句将获取数组中第 3 行第 4 个元素
案例
#include <stdio.h>
int main(){
/*创建一个5行2列的二维数组*/
int arr[5][2] = {{0, 0}, {1,2}, {2,4}, {3,6}, {4,8}};
int i, j;
for(i = 0; i < 5; i++)
{
for(j = 0; j < 2; j++)
{
printf("arr[%d][%d]=%d\n", i,j,arr[i][j]);
}
}
return 0;
}
- 传递数组给函数
如果您想要在函数中传递一个一维数组作为参数，您必须以下面三种方式来声明函数形式参数，这三种声明方式的结果是一样的，因为每种方式都会告诉编译器将要接收一个整型指针。同样地，您也可以传递一个多维数组作为形式参数。
- 方式 1
形式参数是一个指针
void myFunction(int *param)
{
.
.
.
}
- 方式 2
形式参数是一个已定义大小的数组：
void myFunction(int param[10])
{
.
.
.
}
- 方式 3
形式参数是一个未定义大小的数组：
void myFunction(int param[])
{
.
.
.
}
- 案例
#include <stdio.h>
/* 函数声明 */
double getAverage(int arr[], int size);
int main ()
{
/* 带有 5 个元素的整型数组 */
int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
double avg;
/* 传递一个指向数组的指针作为参数 */
avg = getAverage( balance, 5 ) ;
/* 输出返回值 */
printf( "平均值是： %f ", avg );
return 0;
}
// 求平均值函数
double getAverage(int arr[], int size)
{
int i;
double avg;
double sum=0; // 注意要初始化变量
for (i = 0; i < size; ++i)
{
sum += arr[i];
}
avg = sum / size;
return avg;
}
- 静态数组与动态数组
- 静态数组：编译时分配内存，大小固定。
- 动态数组：运行时手动分配内存，大小可变。
静态数组的生命周期与作用域相关，而动态数组的生命周期由程序员控制。
在使用动态数组时，需要注意合理地分配和释放内存，以避免内存泄漏和访问无效内存的问题。
- 1.静态数组
静态数组是指在编译时确定大小的数组，其大小在程序运行期间不能改变。
在 C 语言中，静态数组的内存分配在栈区，通常使用方括号 [] 来定义。
-
静态数组的特点包括：
- 内存分配：静态数组的内存通常分配在栈上，随着函数的调用和返回而自动管理。
- 大小固定：在定义时指定大小，且在程序运行过程中不能更改。
- 效率：由于在栈上分配内存，访问速度较快。
- 生命周期：静态数组的生命周期始于其定义时。如果在函数内部定义，生命周期与函数的调用相同；如果在全局范围定义，生命周期贯穿整个程序运行。
-
静态数组的声明和初始化示例：
int staticArray[5]; // 静态数组声明
int staticArray[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 静态数组声明并初始化
-
- 动态数组
动态数组是在运行时通过动态内存分配函数（如 malloc 和 calloc）手动分配内存的数组。
- 动态数组特点如下：
- 内存分配：动态数组的内存空间在运行时通过动态内存分配函数手动分配，并存储在堆上。需要使用 malloc、calloc 等函数来申请内存，并使用 free 函数来释放内存。
- 大小可变：动态数组的大小在运行时可以根据需要进行调整。可以使用 realloc 函数来重新分配内存，并改变数组的大小。
- 生命周期：动态数组的生命周期由程序员控制。需要在使用完数组后手动释放内存，以避免内存泄漏。
- 动态数组的声明、内存分配和释放实例：
int size = 5;
int *dynamicArray = (int *)malloc(size * sizeof(int)); // 动态数组内存分配
// 使用动态数组
free(dynamicArray); // 动态数组内存释放
动态分配的数组，可以在动态分配内存时保存数组长度，并在需要时使用该长度，例如：
int size = 5; // 数组长度
int *array = malloc(size * sizeof(int));
// 使用数组
free(array); // 释放内存
使用 malloc 函数动态分配了一个整型数组，并将长度保存在变量 size 中。然后可以根据需要使用这个长度进行操作，在使用完数组后，使用 free 函数释放内存。
注意：动态数组的使用需要注意内存管理的问题，确保在不再需要使用数组时释放内存，避免内存泄漏和访问无效的内存位置。
以下是一个简单的动态数组使用实例：
// 解除scanf的安全警告
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include <stdio.h> // 包含标准输入输出头文件
#include <stdlib.h> // 包含标准库
int main() {
int size = 5;
int* dynamicArray = (int*)malloc(size * sizeof(int)); // 动态数组分配内存
// 需要检查内存分配是否成功（即 dynamicArray 是否为 NULL），以避免在内存分配失败时发生错误。
if (dynamicArray == NULL) {
printf("内存分配失败！\n");
return 1;
}
printf("请输入%d个整数：\n", size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
scanf("%d", &dynamicArray[i]); // 输入数组元素,给动态数组赋值
}
//输出数组元素
printf("Dynamic Array:\n");
for (int i = 0; i < size; i++) {
printf("%d\n", dynamicArray[i]);
}
printf("\n");
return 0;
}
浙公网安备 33010602011771号