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本文為第5節——數組（文末附前4章的鏈接呦?）

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目錄

一維數組的創建和初始化

一維數組的創建

一維數組的初始化

?補充：

另外，這里作為一個知識的補充，我們說一下指定初始化器：

一維數組的使用

數組的邊界

一維數組在內存中的存儲

?二維數組的創建和初始化

二維數組的創建

二維數組的初始化

二維數組的使用

二維數組在內存中的存儲

我們在之前的介紹中，已經領悟這一點：數組是一組相同元素的集合。
那為什么會有數組？

試想，倘若我們想要創建100個整形變量，難道要一個一個創建嗎？那豈不是太麻煩了？

于是乎，就誕生了數組。

一維數組的創建和初始化

一維數組的創建

那么，數組創建的語法形式是怎么樣的呢？

以一維數組為例：

簡而言之，是這個樣子的：

這里的type_f 指的是數組里的元素類型

arr_name是數組名

const_n是一個常量表達式，用來指定數組的大小。注意，這里不可以是負數。

我們來看：假設這樣一個代碼：

char arr2[5] ;

如上所示，這里的arr2為數組名，數組里有5個char類型元素。

那么，我們的數組的方括號里[ ]的值一定得是常量表達式嗎？

就比如說，我這么創建可以嗎？

int n = 3;int a[n];

與上面創建方式的區別在于，我們數組a里面的n是一個變量。

那么，這樣的創建方式可以嗎？

我們可以來看一下：

由上圖可知，在vs2019中，會報錯，而且報錯的理由就是表達式必須要含有常量值。哪怕你是const修飾的變量。（下面我們會講到：const修飾的變量具有常變量屬性）

但是，我在這里給出答案：

在C99之前，這種寫法是不允許的，而在C99之后，這種寫法是允許的。而我們vs編譯器的編譯環境并不能很好的支持C99的語法，如果我們在gcc編譯器或者其他對新語法更加支持的編譯器下，這種寫法是可以的。

我們在這里可以給大家演示一下：（不過我們會用到一系列還沒有介紹過的東西，所以我們只要看結果就行，不用關注過程）

?這是我們寫的代碼

?

?這兩個圖片說明我們編譯和運行成功。沒有報錯，那么就說明我們寫的代碼是正確的。

也就是說，這種寫法是可以的。但必須說的是，在C99標準之后才支持這種寫法。

需要注意一下的是，變長數組是不支持初始化的。并且變長數組也是不能用static、extern等關鍵字修飾的。

況且我們以后如果用變長數組一般都用動態開辟，直接用這樣的變長數組還是很少的。

一維數組的初始化

什么叫做初始化？

可以理解為，就是在創建的時候，給上值。

就比如：

char arr2[5] = {"0","1","2","3","4"};

在這五個元素里，我分別給上了5個字符，作為數組的值。

創建好之后，我們在調試->監視的窗口下觀察到。

?如圖所示，我們成功的在arr2的數組里面創建了5個char類型的元素。

那如果我在里面寫的元素比5個還要多呢？顯然，編譯器會報錯。

當然，這是初始化的一種方式。

還有另外一種方式，即數組的不完全初始化。

如圖，我創建一個 arr2的數組的時候，我指定它有10個int大小的空間，但是，我只是初始化了1，2兩個int ，那這樣可以嗎？

答案是可以的。

那會出現什么樣的結果呢？

我們還是通過調試來看一下：

如圖：第一個和第二個元素被初始化成了1和2，而后面的一眾元素全都被默認初始化成了0。

這種初始化的方式叫做不完全初始化。

那么，如果我以后想把數組的元素全部置為0，就直接寫int arr2[10] = { 0 };就完事了。

好，下面再介紹一種初始化的方式：

int a[] = { 1, 2, 3};

請問：這個數組還會是10個元素的大小嗎？肯定不會是。

我們可以再來調試看看：

我們這個時候會發現，這個數組只有3個元素，并且它只對前面的3個元素進行了初始化。

所以，在初始化數組的時候，可以不指定數組的大小。但是操作系統會根據初始化的內容來自動開辟空間。

另外提一嘴：來看看我們下面兩種初始化方式的差異：

char arr1[] = { "a","b","c"};//方式1char arr2[] = "abc";         //方式2

我們可以依然借助調試來看：

?我們可以清楚的看到，arr2里是有4個元素，即字符a,b,c和/0；而在arr1中只有3個元素。

這是因為，“abc”是一個字符串，在字符串后面是默認含有一個‘/0"的。

我們可以來求一下這兩個數組的大小：

我們可以清晰的看到，arr2的大小是4，而arr1的大小是3。單位都是字節。

我們之前還講過一個strlen,我們如果用它來求，得到的會是什么結果呢？

我們來看：

如圖：arr1打印出來的實際上是一個隨機值，而arr2打印出來的是3。

原因是什么呢？那sizeof和strlen又有什么關系和區別呢？

今天，我們就和大家來把sizeof和strlen的關系探討清楚：

1、首先，sizeof是一個操作符（或者叫運算符）；而strlen是庫函數，使用時要引用頭文件string.h

2、用途不同。sizeof是計算一個數組（或者其他類型）所占的空間大小，而strlen專門用于求字符串的長度，將’/0"前面的字符串的長度計算出來。

3、算的方法機制不同。sizeof不會受到"/0"等字符的影響，關注的是空間的大小，有多少空間就計算出多少空間。而strlen是遇到"/0"的時候才會停止，關注的是字符串的長度。并且也是在第一次遇到"/0"的時候就停止了。如果沒有遇到"/0"，那么它將會是一個隨機值（因為它會一直往后找，直到碰到"/0"）

?補充：

另外，這里作為一個知識的補充，我們說一下指定初始化器：

它是另外一種數組初始化的方式。

需要注意的是，這種語法形式同樣是在C99編譯器之后才支持的，而我們前面說過，VS對C99的標準支持的不是那么好，所以這種初始化的方式在vs編譯器下依然會報錯。所以我們等會的舉例在vscode的gcc環境中進行。

那么這種初始化是什么呢？

在傳統的初始化數組中，必須要初始前一個元素，才能初始化下面的元素。

舉個例子：

比如說int a[10];

就比如說，如果你想初始化a[5]為1，你必須先初始化a[5]前面的元素。

就是說，必須這樣

int a[10] = { 0, 0, 0, 0, 0, 1};//傳統是初始方法

那么如果指定初始化器來初始化這一個數組，那么我們可以這樣：

int a[10] = {[5] = 1};//C99提供的初始化方法

這是什么意思呢？就是直接把下標為5的元素初始化為1。

那么a[5]前面和后面元素的初始化是怎么界定呢？

我們再來在gcc編譯器上面嘗試一下，這一次我們用vscode（因為在vs上C99支持的不是很好。）

?如上圖所示，我們將數組a以這種方式初始化，那么它的第六個元素（下標為5）被初始化成了1，而其他的都默認被初始化成了0。

而如果我們這樣初始化：

?可以看到，這樣的初始化方式還有兩個特性：

1、 如果初始化容器后面有更多的值，那么這些值將用于初始化指定元素后面的值。以上面的代碼為例，[4]=31,30,31，那么第五個元素是31，后面的元素30，31就會默認放在第六個和第七個位置作為a[5]和a[6]的初始化的值。

2、如果再次初始化指定的元素，那么最后初始化的將取代之前的初始化。比如上面的[1]=29,那么會將原先第二個位置上的元素28改變成29。

那么這樣如果這樣初始化，會發生什么？

?如果我們在[]內未指定元素的個數，那么編譯器會自動把數組大小設置為足夠裝得下初始化的值。

那么，上面的代碼所運行的結果就是

一維數組的使用

使用即可以訪問并可以修改，即可讀可寫。

那么數組怎么樣訪問呢？

我們在之前介紹了 [ ] 這么一個下標引用操作符。

那么，我們就可以用 [ ]來對數組進行訪問。

我們知道，數組的每個元素都是有編號的。并且下表是從0開始。

?還是這張圖，可以很清楚的反應出數組的元素和下標的關系。

那么，我想要打印出數組的第4個元素，該怎么做呢？

數組的第四個元素，下標為3，所以我們可以用array[3]來表示。

所以，上面的例子中，我們就用array[3]來表示數組array的下標為3的元素。

那我如果想把數組中的全部元素都打印出來，可以怎么辦呢？

實際上，我們在前面的敘述中已經有滲透了。

?如上圖：

我們先把 數組的中元素的個數計算了出來（方法是用數組的大小除以數組每個元素的大小），然后再以for循環的方式將其一一打印了出來。

那我想在數組里面寫入元素，應該怎么弄呢？

很簡單，我們可以用scanf來實現：

?如圖，當我們輸入1-10的時候，對應的元素就變成了我們輸入的了。

同樣的道理，數組的每個元素也是支持算術、賦值等運算的。

比如，還是剛剛那個數組，我們想要把所有的元素都乘以2，可以這樣：

所以，這樣的數組是可讀可寫的。

那如果有一天，我想讓我的數組變成只可讀的，就是說其他人不能夠修改我的數組里的值，這個時候，我們可以怎么辦呢？

這個時候，我們就會用到我們之前所說的一個關鍵字：const

const是什么？

我們在這里剛好可以和大家談談。我們如果一個變量int a=10;我們可以對變量a進行加減乘除的運算。因為這里的a是一個變量。但是，我們一旦加上了const修飾，那么就變成了只可讀但是不可以寫的變量了。

所以，總結一下上面所說的就是：如果一個變量被const修飾，它就變成了只讀的屬性。

有了上面的知識基礎，我們就可以這樣創建一個數組：

const int a[3] = { 0, 1, 2};

這樣，我們的數組a中的每一個元素就變成了只能去訪問而不能去修改的變量了。因為數組中的每一個元素的類型都是const int。

另外，在一個函數中，如果不想要形參被修改的話，可以用const來修飾，這樣的話，會對變量起到一個保護的作用。

數組的邊界

我們說，數組是有元素個數大小的。那么，如果我訪問的元素超出了數組的元素的范圍，結果會怎么樣呢？

我們舉個例子：

會發現，我們編譯不會存在問題。那么我們運行呢？

?可以看出，它是一個隨機值。

?因為當數組訪問越界的時候，它其實只是內存中的一個隨機的一塊區域的值，而這一塊區域我們并沒有去使用它的權限，所以它實際上是內存上某一塊區域的一個隨機值。

那為什么會出現這樣的情況？編譯器會什么會讓數組越界的情況發生而不會報錯？

原因很簡單，就是C對于程序員是足夠信任的。所以，它相信程序員不會寫出越界的數組，因此，就不再設置專門的步驟來檢測數組是否越界。這樣的好處是使得程序變得更加優化。不用每一次都去檢驗數組是否越界，從而會增加程序運行的速度。

一維數組在內存中的存儲

?

?這是為什么呢？

我們需要知道這樣一個事情：數組在內存中的存儲是連續的。而一個字節給一個地址編號。

所以，它們的地址是挨著的。

那為啥每相鄰的元素的地址相差的是4，而不是1？

原因很簡單，因為我們在數組中存儲的每一個元素是int類型。每個int類型的空間占4個字節。

并且隨著數組下標的增長，地址由小到大。

?二維數組的創建和初始化

實際上，一維數組弄懂了，二維就很簡單了，基本上都是”依此類推“。

二維數組的創建

我們如果創建了這樣一個數組：

int a[3][4];

我們會發現，它似乎比我們剛剛所說的一維數組多了一個[ ]

那它是什么意思呢？

我們有這樣兩種方式來理解：

1、它實際上是一個矩陣。3行4列。

2、把它想象成是一個數組的數組。就是說，它實際上是數組int a[3]中含有4個元素，而這4個元素都是數組。

二維數組的初始化

類比著一維數組：

我們可以有一下幾種初始化的方式：

最老實的一種，就是把每一個元素都一一列舉出來。那么在創建這個數組的時候，就會默認先把一行布滿，然后接著下一行去排列。

第二種，就是不完全初始化：

類比一維數組，二維數組也一樣，如果在大括號里面所列舉的元素的個數小于[ ]中的元素的個數，那么就在后面默認補0；

第三種初始化的方式，可以這樣：?

?這樣的話，第一行就被初始化成了1，然后第一行不足的補零；第二行、第三行同理。

另外，在初始化二位數組的時候，可以省略行數，但不可以省略列數。具體的原因等我們講到指針的時候再來說。

二維數組的使用

二維數組的訪問，同樣是可以用下標的方式來實現：

比如，我想把上圖中數組的每一個元素都打印出來，我們可以這樣：

?這里的a[i][j]表示的正是訪問第i行第j列的元素

二維數組在內存中的存儲

還以剛剛上面的數組舉例，我們將它們的地址依次打印出來：

?那么如果這樣說的話，我們的二維數組就可以這樣來理解：

?（我們邏輯上的二維數組）

這個a[3][4]數組中，可以拆分為a[0],a[1],a[2]三個一維數組，然后每個一維數組中有4個int類型的元素

（實際空間中存儲的二維數組）?

其實，我們的C中還支持多維數組。比如三維數組就可以用int a[3][5][6]這樣來表示。

但是，我們在實際應用中，其實很少會用到。一般最多用到二維數組。

到了C++之后，你會發現甚至數組用的都比較少了?

關于數組與函數、數組與指針，我們將會在講解完指針之后，專門開設一節，來說清楚三者之間的用法聯系。

好了，本節的內容就到此為止啦~~~關注我，訂閱專欄，就能持續看到我的文章啦??

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