C语言数组的概念

2018/03/09 11:39
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在《C语言数据输出大汇总以及轻量进阶》一节中我们举了一个例子,是输出一个 4×4 的整数矩阵,代码如下:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. int main()
  4. {
  5. int a1=20, a2=345, a3=700, a4=22;
  6. int b1=56720, b2=9999, b3=20098, b4=2;
  7. int c1=233, c2=205, c3=1, c4=6666;
  8. int d1=34, d2=0, d3=23, d4=23006783;
  9. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", a1, a2, a3, a4);
  10. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", b1, b2, b3, b4);
  11. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", c1, c2, c3, c4);
  12. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", d1, d2, d3, d4);
  13. system("pause");
  14. return 0;
  15. }

运行结果:

20        345       700       22
56720     9999      20098     2
233       205       1         6666
34        0         23        23006783

矩阵共有 16 个整数,我们为每个整数定义了一个变量,也就是 16 个变量。那么,为了减少变量的数量,让开发更有效率,能不能为多个数据定义一个变量呢?比如,把每一行的整数放在一个变量里面,或者把 16 个整数全部都放在一个变量里面。

我们知道,要想把数据放入内存,必须先要分配内存空间。放入4个整数,就得分配4个int类型的内存空间:

int a[4];

这样,就在内存中分配了4个int类型的内存空间,共 4×4=16 个字节,并为它们起了一个名字,叫a

我们把这样的一组数据的集合称为数组(Array),它所包含的每一个数据叫做数组元素(Element),所包含的数据的个数称为数组长度(Length),例如int a[4];就定义了一个长度为4的整型数组,名字是a

数组中的每个元素都有一个序号,这个序号从0开始,而不是从我们熟悉的1开始,称为下标(Index)。使用数组元素时,指明下标即可,形式为:

arrayName[index]

arrayName 为数组名称,index 为下标。例如,a[0] 表示第0个元素,a[3] 表示第3个元素。

接下来我们就把第一行的4个整数放入数组:

a[0]=20;
a[1]=345;
a[2]=700;
a[3]=22;

这里的0、1、2、3就是数组下标,a[0]、a[1]、a[2]、a[3] 就是数组元素。

我们来总结一下数组的定义方式:

dataType  arrayName[length];

dataType 为数据类型,arrayName 为数组名称,length 为数组长度。例如:

float m[12];
char ch[9];

需要注意的是:
1) 数组中每个元素的数据类型必须相同,对于int a[4];,每个元素都必须为 int。

2) 数组长度 length 最好是整数或者常量表达式,例如 10、20*4 等,这样在所有编译器下都能运行通过;如果 length 中包含了变量,例如 n、4*m 等,在某些编译器下就会报错,我们将在《C语言变长数组》一节专门讨论这点。

3) 访问数组元素时,下标的取值范围为 0 ≤ index < length,过大或过小都会越界,导致数组溢出,发生不可预测的情况

4) 数组是一个整体,它的内存是连续的,下面是int a[4];的内存示意图:

数组的初始化

上面的代码是先定义数组再给数组赋值,我们也可以在定义数组的同时赋值:

int a[4] = {20, 345, 700, 22};

{ }中的值即为各元素的初值,各值之间用,间隔。

对数组赋初值需要注意以下几点:
1) 可以只给部分元素赋初值。当{ }中值的个数少于元素个数时,只给前面部分元素赋值。例如:

int a[10]={12, 19, 22 , 993, 344};

表示只给 a[0]~a[4] 5个元素赋值,而后面5个元素自动赋0值。

当赋值的元素少于数组总体元素的时候,剩余的元素自动初始化为 0:对于short、int、long,就是整数0;对于char,就是字符 '\0';对于float、double,就是小数0.0。

我们可以通过下面的形式将数组的所有元素初始化为 0:

int a[10] = {0};
char c[10] = {0};
float f[10] = {0};

由于剩余的元素会自动初始化为0,所以只需要给第0个元素赋0值即可。

示例:输出数组元素。

  1. #include <stdio.h>
  2. int main()
  3. {
  4. int a[6] = {299, 34, 92, 100};
  5. int b[6], i;
  6. //从控制台输入数据为每个元素赋值
  7. for(i=0; i<6; i++){
  8. scanf("%d", &b[i]);
  9. }
  10. //输出数组元素
  11. for(i=0; i<6; i++){
  12. printf("%d ", a[i]);
  13. }
  14. putchar('\n');
  15. for(i=0; i<6; i++){
  16. printf("%d ", b[i]);
  17. }
  18. putchar('\n');
  19. return 0;
  20. }

运行结果:

90 100 33 22 568 10
299  34  92  100  0  0
90  100  33  22  568  10


2) 只能给元素逐个赋值,不能给数组整体赋值。例如给十个元素全部赋1值,只能写为:

int a[10]={1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1};

而不能写为:

int a[10]=1;


3) 如给全部元素赋值,那么在数组定义时可以不给出数组的长度。例如:

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

等价于

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


最后,我们借助数组来输出一个 4×4 的矩阵:

  1. #include <stdio.h>
  2. #include <stdlib.h>
  3. int main()
  4. {
  5. int a[4] = {20, 345, 700, 22};
  6. int b[4] = {56720, 9999, 20098, 2};
  7. int c[4] = {233, 205, 1, 6666};
  8. int d[4] = {34, 0, 23, 23006783};
  9. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", a[0], a[1], a[2], a[3]);
  10. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", b[0], b[1], b[2], b[3]);
  11. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", c[0], c[1], c[2], c[3]);
  12. printf("%-9d %-9d %-9d %-9d\n", d[0], d[1], d[2], d[3]);
  13. system("pause");
  14. return 0;
  15. }
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