基础篇04-1——数组

数组是C语言中一种重要的数据结构，用于存储相同类型的元素集合。通过数组，程序可以方便地管理和处理大量数据。本文将详细介绍数组的定义、初始化、访问方式、遍历方法、常见问题和注意事项，最后通过实例说明数组的实际用法，帮助初学者更好地理解数组的工作原理。

一、数组的定义和初始化

1.1 一维数组的定义

在C语言中，可以使用以下语法定义一维数组：

数据类型 数组名[数组大小];

示例：

int arr[5]; // 定义一个包含 5 个整型元素的一维数组




这里，arr是数组的名称，5是数组的大小，表示可以存储5个整型元素。

1.2 一维数组的初始化

数组可以在定义时进行初始化，语法如下：

数据类型 数组名[数组大小] = {元素列表};

示例：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 初始化带有5个元素的数组




如果初始化时提供的元素个数少于数组大小，其余的元素会被默认初始化为0：

int arr[5] = {1, 2}; // arr = {1, 2, 0, 0, 0}

如果不指定数组大小，可以让编译器根据初始化列表自动确定数组的大小：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 数组大小自动确定为5

1.3 二维数组的定义和初始化

二维数组可以看作是由多个一维数组组成，语法如下：

数据类型 数组名[行数][列数];

示例：

int arr[3][4]; // 定义一个 3 行 4 列的整型二维数组




初始化二维数组可以使用嵌套的花括号：

int arr[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};

二、数组的访问

2.1 一维数组的访问

一维数组的元素通过下标来访问，下标从0开始。语法如下：

数组名[下标]

示例：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
printf("%d\n", arr[0]); // 输出第一个元素，值为 1




2.2 二维数组的访问

二维数组的元素使用两个下标来访问，第一个下标表示行，第二个下标表示列。语法如下：

数组名[行下标][列下标]

示例：

int arr[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
printf("%d\n", arr[1][2]); // 输出第二行第三列的元素，值为 7




三、数组的遍历

3.1 一维数组的遍历

使用循环来遍历一维数组的所有元素：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", arr[i]);
}

3.2 二维数组的遍历

使用嵌套循环来遍历二维数组的所有元素：

int arr[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {5, 6, 7, 8}, {9, 10, 11, 12}};
for (int i = 0; i < 3; i++) {
    for (int j = 0; j < 4; j++) {
        printf("%d ", arr[i][j]);
    }
    printf("\n"); // 每行输出后换行
}

四、数组的常见问题和注意事项

4.1 数组越界

访问数组元素时，如果下标超出了数组的范围，就会发生数组越界错误。这可能会导致程序出现不可预测的行为，甚至崩溃。

示例：

int arr[5];
arr[5] = 10; // 数组越界访问，最大下标为 4




4.2 数组大小

在定义数组时，必须指定数组的大小，而且这个大小在编译时就确定了，不能在运行时改变。若需要动态大小的数组，可以使用动态内存分配（如malloc和free函数）来实现。

4.3 数组的复制

不能直接将一个数组赋值给另一个数组，需要逐个元素进行复制：

int arr1[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int arr2[5];
// arr2 = arr1; // 错误，不能直接赋值

// 正确做法：逐个复制
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    arr2[i] = arr1[i];
}

 

五、数组的举例说明

5.1 一维数组的使用

一维数组的下标从0开始，其取值范围为[0，数组长度-1]。使用示例代码展示数组的定义和遍历。

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[10] = {0}; // 数组的不完全初始化
    // 计算数组的元素个数
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    // 给数组赋值
    for (int i = 0; i < sz; i++) {
        arr[i] = i; // 将下标赋值给对应的数组元素
    }

    // 输出数组的内容
    for (int i = 0; i < sz; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

输出：

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9




5.2 二维数组的使用

二维数组的元素访问需要两个下标，通过嵌套循环来赋值和访问。

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[2][2] = {0}; // 定义一个 2 行 2 列的二维数组
    // 赋值
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            arr[i][j] = i * 4 + j; // 根据公式给每个元素赋值
        }
    }

    // 输出二维数组的内容
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        for (int j = 0; j < 2; j++) {
            printf("%d ", arr[i][j]);
        }
        printf("\n"); // 每行输出后换行
    }

    return 0; 
}

输出：

0 1 
4 5

 

解析：

1. 一维数组示例：

   • 代码中计算数组的大小并用循环赋值。sizeof(arr)返回整个数组的大小，sizeof(arr[0])返回数组中一个元素的大小，通过两者相除得到数组元素的个数。
   • 注意在数组的遍历中，循环条件应为i < sz，避免越界访问。

2. 二维数组示例：

   • 使用嵌套循环赋值和打印二维数组的内容，利用两个下标访问元素。第一个循环处理行，第二个循环处理列，输出格式清晰。

结论

数组是C语言的重要数据结构，用于存储和管理多个同类型的元素。通过本篇文章的学习，初学者应对数组的定义、初始化、访问方法和常见问题有了深刻理解。掌握数组的使用，将为编写更复杂的程序打下坚实的基础。希望你能在C语言学习中获益良多，继续探索更多有趣而强大的编程概念！