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C 语言数组详解

news 来源：原创 2025/6/24 15:17:15

一、数组的基本概念

在 C 语言中，数组是一种相同数据类型元素的集合，这些元素在内存中连续存储。通过数组，我们可以用一个统一的名字来管理一组相关的数据，并且通过下标（索引）快速访问其中的每一个元素。例如，在统计一个班级 50 名学生的数学成绩时，使用数组可以将这 50 个成绩存储在一起，方便进行成绩的统计、排序等操作。

1.1 数组的特点

  1. 同质性：数组中所有元素的数据类型必须相同，例如int类型数组只能存储整数，float类型数组只能存储浮点数。
  1. 连续性：数组元素在内存中占据连续的存储单元，这使得数组在访问元素时效率很高，通过简单的地址计算就能快速定位到指定元素。
  1. 固定长度：在 C 语言中，数组的长度在声明时就已经确定，并且在程序运行过程中通常不能改变（不考虑动态内存分配的情况）。

1.2 数组的用途

数组在实际编程中应用广泛，常见的用途包括：

  • 数据存储：用于存储一系列相关的数据，如学生成绩、员工信息等。
  • 算法实现：许多算法（如排序算法、查找算法）都依赖数组作为基础数据结构来实现。
  • 函数参数传递：数组可以作为函数参数传递，方便在函数之间共享数据。

二、数组的声明与初始化

2.1 数组的声明

在 C 语言中，声明数组的基本语法格式为：

数据类型 数组名[数组长度];

例如，声明一个包含 10 个整数的数组arr，可以使用以下语句：

int arr[10];

这里，int表示数组元素的数据类型为整数，arr是数组名，[10]表示数组的长度为 10，即该数组可以存储 10 个整数。

需要注意的是，数组长度必须是常量表达式，即其值在编译时就可以确定。例如，下面的声明是合法的：

const int size = 5;int num[size];而下面的声明是非法的：int n = 5;int arr[n]; // 错误，n不是常量表达式

2.2 数组的初始化

数组在使用之前通常需要进行初始化，将初始值赋给数组元素。数组的初始化有以下几种方式：

2.2.1 完全初始化

在声明数组时，为每个元素都指定初始值，语法格式为：

数据类型 数组名[数组长度] = {初始值1, 初始值2, …, 初始值n};

例如，初始化一个包含 5 个整数的数组：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

在这种初始化方式下，数组元素arr[0]的值为 1，arr[1]的值为 2，以此类推。

2.2.2 部分初始化

如果只给数组的部分元素指定初始值，那么剩余元素将被自动初始化为 0（对于数值型数组）或空字符'\0'（对于字符型数组）。例如：

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

此时，arr[0]的值为 1，arr[1]的值为 2，arr[2]、arr[3]和arr[4]的值都为 0。

2.2.3 省略数组长度初始化

在初始化数组时，可以省略数组的长度，编译器会根据初始化列表中元素的个数自动确定数组的长度。例如：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

这里，编译器会自动将数组arr的长度确定为 5。

三、数组元素的访问与操作

3.1 访问数组元素

在 C 语言中，通过下标（索引）来访问数组元素。数组的下标从 0 开始，到数组长度 - 1结束。访问数组元素的语法格式为：

数组名[下标];

例如，对于前面声明的数组arr：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

printf("%d\n", arr[2]); // 输出3

在访问数组元素时，需要注意不要越界。例如，对于长度为 5 的数组arr，如果访问arr[5]，就会导致数组越界，这可能会引发程序崩溃或产生不可预料的结果。

3.2 遍历数组

遍历数组是指依次访问数组中的每一个元素。通常使用循环语句（如for循环、while循环）来实现数组的遍历。例如，使用for循环遍历数组arr并输出每个元素：

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

上述代码中，循环变量i从 0 开始，每次递增 1，直到i等于数组长度 5 时结束循环。在每次循环中，通过arr[i]访问数组的第i个元素并输出。

3.3 数组的常见操作

3.3.1 数组元素的赋值

可以通过给数组元素赋值的方式修改数组中的数据。例如：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

arr[3] = 10; // 将arr[3]的值修改为10

3.3.2 数组的求和

计算数组元素的和是常见的操作之一。以下是一个计算整数数组元素和的示例：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int sum = 0;for (int i = 0; i < 5; i++) {sum += arr[i];}printf("数组元素的和为：%d\n", sum);
3.3.3 数组的排序

数组排序是将数组中的元素按照一定的顺序（如升序或降序）重新排列。常见的排序算法有冒泡排序、选择排序、插入排序等。以冒泡排序为例，对数组进行升序排序的代码如下：

void bubbleSort(int arr[], int n) {for (int i = 0; i < n - 1; i++) {for (int j = 0; j < n - i - 1; j++) {if (arr[j] > arr[j + 1]) {int temp = arr[j];arr[j] = arr[j + 1];arr[j + 1] = temp;}}}}int main() {int arr[5] = {5, 4, 3, 2, 1};bubbleSort(arr, 5);for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%d ", arr[i]);}return 0;}

四、多维数组

4.1 二维数组的声明与初始化

二维数组可以看作是数组的数组，常用于表示具有行列结构的数据，如矩阵、表格等。二维数组的声明语法格式为：

数据类型 数组名[行数][列数];

例如，声明一个 3 行 4 列的二维整数数组matrix：

int matrix[3][4];

二维数组的初始化方式有多种，以下是几种常见的初始化方式：

  • 按行初始化：
int matrix[3][4] = {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};部分初始化：
int matrix[3][4] = {{1, 2},{5}};在这种初始化方式下，未指定初始值的元素将被初始化为 0。省略行数初始化：
int matrix[][4] = {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};

编译器会根据初始化列表中元素的个数自动确定行数。

4.2 二维数组元素的访问与操作

访问二维数组元素的语法格式为：

数组名[行下标][列下标];

例如，对于上述二维数组matrix，访问第 1 行第 2 列的元素（注意下标从 0 开始）：

printf("%d\n", matrix[0][1]); // 输出2

二维数组的遍历通常使用嵌套循环来实现。例如，遍历二维数组matrix并输出所有元素：

for (int i = 0; i < 3; i++) {for (int j = 0; j < 4; j++) {printf("%d ", matrix[i][j]);}printf("\n");}

4.3 多维数组的扩展

除了二维数组，C 语言还支持三维数组、四维数组等多维数组。多维数组的声明、初始化和访问方式与二维数组类似，只是维度更多。例如，声明一个三维整数数组arr3D：

int arr3D[2][3][4];

多维数组在处理复杂数据结构（如三维图形数据、多层数据表格等）时非常有用。

五、数组与指针

5.1 数组名与指针

在 C 语言中，数组名代表数组的首地址，即数组第一个元素的地址。例如，对于数组int arr[5];，arr就等价于&arr[0]。我们可以使用指针来访问数组元素，例如：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int *ptr = arr; // 将指针ptr指向数组arr的首地址printf("%d\n", *ptr); // 输出1，等价于printf("%d\n", arr[0]);

通过指针的算术运算，可以访问数组中的其他元素。例如，*(ptr + 1)等价于arr[1]，*(ptr + 2)等价于arr[2]，以此类推。

5.2 指针与多维数组

对于二维数组，其数组名也是一个指针，但它是指向一维数组的指针。例如，对于二维数组int matrix[3][4];，matrix是一个指向包含 4 个整数的一维数组的指针。可以通过指针的方式访问二维数组元素：

int matrix[3][4] = {{1, 2, 3, 4},{5, 6, 7, 8},{9, 10, 11, 12}};int (*ptr)[4] = matrix; // ptr是指向包含4个整数的一维数组的指针printf("%d\n", (*ptr)[1]); // 输出2，等价于printf("%d\n", matrix[0][1]);

5.3 数组作为函数参数

在 C 语言中，数组可以作为函数参数传递。当数组作为函数参数时，实际上传递的是数组的首地址，而不是整个数组的副本。函数原型的声明方式有以下几种：

// 方式一void func(int arr[], int n);// 方式二void func(int *arr, int n);// 方式三void func(int arr[10], int n); // 方括号中的数字可以省略以下是一个使用数组作为函数参数计算数组元素和的示例：int sumArray(int arr[], int n) {int sum = 0;for (int i = 0; i < n; i++) {sum += arr[i];}return sum;}int main() {int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};int result = sumArray(arr, 5);printf("数组元素的和为：%d\n", result);return 0;}

六、动态数组

在前面的介绍中，数组的长度在声明时就已经确定，并且在程序运行过程中不能改变。然而，在实际编程中，有时需要根据程序运行时的具体情况动态地分配数组的长度，这时就需要使用动态内存分配。

6.1 使用malloc函数分配动态数组

malloc函数是 C 语言中用于动态分配内存的函数，其函数原型为：

void* malloc(size_t size);

该函数接受一个参数size，表示要分配的内存字节数，返回一个指向分配内存的指针。如果分配失败，返回NULL。

例如，动态分配一个包含 10 个整数的数组：

int *arr = (int *)malloc(10 * sizeof(int));if (arr == NULL) {printf("内存分配失败！\n");return 1;}for (int i = 0; i < 10; i++) {arr[i] = i + 1;}在使用完动态分配的数组后，需要使用free函数释放内存，以避免内存泄漏：free(arr);arr = NULL; // 为了防止悬空指针，将指针赋值为NULL

6.2 使用realloc函数调整动态数组大小

realloc函数可以用于调整已分配内存块的大小，其函数原型为：

void* realloc(void* ptr, size_t size);

其中，ptr是指向已分配内存块的指针，size是新的内存块大小。如果ptr为NULL，则realloc函数的行为与malloc函数相同；如果size为 0，则释放ptr指向的内存块。

例如，将前面分配的包含 10 个整数的数组大小调整为 20：

arr = (int *)realloc(arr, 20 * sizeof(int));if (arr == NULL) {printf("内存重新分配失败！\n");return 1;}

七、数组使用的注意事项

  1. 数组越界：在访问数组元素时，一定要确保下标在合法范围内，避免数组越界。数组越界可能会导致程序崩溃或修改其他变量的值，产生难以调试的错误。
  1. 初始化问题：如果数组没有进行初始化，其元素的值是不确定的，在使用之前最好进行初始化操作。
  1. 动态内存管理：在使用动态数组时，要注意及时释放内存，避免内存泄漏。同时，在释放内存后，将指针赋值为NULL，防止悬空指针。
  1. 数组作为函数参数：当数组作为函数参数传递时，传递的是数组的首地址，函数内部对数组的修改会影响到原数组。在需要保护原数组不被修改的情况下，可以考虑传递数组的副本。

以上从多个维度对 C 语言数组进行了详细阐述。若你对数组的某个部分还有疑问，或想了解更多相关应用场景,可以评论留言私信。

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编程日记 2025/5/29 18:17:34

从线性到非线性：简单聊聊神经网络的常见三大激活函数

大家好&#xff0c;我是沛哥儿&#xff0c;我们今天一起来学习下神经网络的三个常用的激活函数。 引言&#xff1a;什么是激活函数 激活函数是神经网络中非常重要的组成部分&#xff0c;它引入了非线性因素&#xff0c;使得神经网络能够学习和表示复杂的函数关系。 在神经网络…...

编程日记 2025/6/21 7:01:27

重生之--js原生甘特图实现

需求&#xff1a; 一个树形结构&#xff0c;根据子节点的时间范围显示显示进度 &#xff0c;不同的时间范围对应不同的颜色 数据类型大概是这个样子的 甘特图 dom部分 首先要计算所有节点的 最大时间和最小时间 然后再计算每个甘特图的宽度 再计算他的偏移量 再计算颜色...

编程日记 2025/5/26 0:40:23

pnpm monoreop 打包时 node_modules 内部包 typescript 不能推导出类型报错

报错信息如下&#xff1a; ../../packages/antdv/components/pro-table/src/form-render.vue:405:1 - error TS2742: The inferred type of default cannot be named without a reference to .pnpm/scroll-into-view-if-needed2.2.31/node_modules/scroll-into-view-if-needed…...

编程日记 2025/6/22 7:02:48

告别默认配置！Xray自定义POC开发指南

文章涉及操作均为测试环境，未授权时切勿对真实业务系统进行测试！ 下载与解压 官网地址： Xray GitHub Releases 根据系统选择对应版本： Windows：xray_windows_amd64.exe.zipLinux：xray_linux_amd64.zipmacOS：xray_darwin_amd64.zip解压后得到可执行文件（如 xray_linux_…...

编程日记 2025/6/23 22:14:47

websheet之 自定义函数

在线代码 {.is-success} 一、自定义函数约定 必须遵守本控件的自定函数约定才可以正常使用。 {.is-warning} 约定如下&#xff1a; 自定义类名称与函数名称一致。&#xff08;强制&#xff09;该类方法名称与函数名称一致&#xff0c;该方法是函数的入口。&#xff08;强制&am…...

编程日记 2025/6/23 13:35:53

Jenkins Pipeline 构建 CI/CD 流程

文章目录 jenkins 安装jenkins 配置jenkins 快速上手在 jenkins 中创建一个新的 Pipeline 作业配置Pipeline运行 Pipeline 作业 Pipeline概述Declarative PipelineScripted Pipeline jenkins 安装 安装环境&#xff1a; Linux CentOS 10&#xff1a;Linux CentOS9安装配置Jav…...

编程日记 2025/6/23 12:59:13

电脑技巧：路由器内部元器件介绍

目录 1. 处理器（CPU） 2. 内存（RAM） 3. 固态存储（Flash Memory） 4. 网络接口卡（NIC） 5. 电源模块 6. 散热系统 7. 无线天线 结语 路由器是我们日常上网的重要设备，今天我们就来深入了解路由器内部的各个元器件，了解它们是如何协同工作，一起来看看吧。 1. 处理器（CPU…...

编程日记 2025/6/23 10:27:55

ArrayUtils：数组操作的“变形金刚“——让你的数组七十二变

各位数组操控师们好&#xff01;今天给大家带来的是Apache Commons Lang3中的ArrayUtils工具类。这个工具就像数组界的"孙悟空"&#xff0c;能让你的数组随心所欲地变大、变小、变长、变短&#xff0c;再也不用对着原生数组的"死板"叹气了&#xff01; 一…...

编程日记 2025/6/22 9:53:30

电脑温度怎么看 查看CPU温度的方法

监测电脑温度对于保持硬件健康非常重要&#xff0c;特别是在进行高强度运算、游戏或超频等操作时。过高的温度可能导致硬件性能下降&#xff0c;甚至损坏。本篇文章将介绍查看电脑温度的4种方法。 一、使用Windows内置工具查看CPU温度 Windows系统本身并不直接提供查看CPU温度…...

编程日记 2025/6/23 19:19:58

【合新通信】---浸没式液冷光模块化学兼容性测试方法

一、测试目的与核心挑战 测试目标 验证冷媒&#xff08;氟化液、矿物油等&#xff09;与光模块材料的化学稳定性&#xff0c;确保长期浸没环境下无腐蚀、溶胀或性能衰减。关键风险点&#xff1a;密封材料&#xff08;如硅胶、环氧树脂&#xff09;的溶解或老化&#xff1b;金…...

编程日记 2025/6/1 8:51:24

shell 循环

shell 循环while语句，shell循环until语句在上一篇shell流程控制 1.shell循环until语句 until 条件 #当后面的条件表达式为假的时候的才循环，为真的时候就停止了 do 循环体 done [root@linux-server script]# cat until.sh (1) #!/bin/bash x=1 until [ $x -ge 10 ] 大于…...

编程日记 2025/5/31 9:18:03

【产品经理】常见的交互说明撰写方法

在产品原型设计中&#xff0c;交互说明是确保开发团队准确理解设计意图的关键文档。以下是常见的交互说明撰写方法及其应用场景&#xff0c;帮助您系统化地传达交互逻辑&#xff1a; 文字描述法 方法&#xff1a;用自然语言详细描述操作流程、反馈及规则。 适用场景&#xff…...

编程日记 2025/6/24 9:12:10

使用kubeadmin 部署k8s集群

成功搭建一个 Kubernetes 1.28.2 集群，包含以下组件和状态： 集群拓扑 1 个 Master 节点 IP：10.1.1.100 角色：control-plane 2 个 Worker 节点 Node2：10.1.1.101 Node3：10.1.1.102 核心组件状态 所有节点通过 kubectl get nodes 显示为 Ready。 核心 Pod（如 etc…...

编程日记 2025/6/19 18:52:42