C語言——數組 （詳解！！！）

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1、一維數組

一、一維數組的建立

數組是一組相同類型元素的集合。 數組的建立方式：

type_t   arr_name   [const_n];
//type_t 是指數組的元素類型
//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

數組建立，[ ]必須爲常量表達式。

//數組類型  數組名  [數組元素個數] = {初始化}
    int     arr     [10]        = { 0 };

二、一維數組的初始化

數組的初始化是指，在建立數組的同時給數組的內容一些合理初始值。

int arr1[10] = { 1,2,3 }; //不徹底初始化
int arr2[] = { 1,2,3,4 };
int arr3[5] = { 1，2，3，4，5 };  //徹底初始化
char arr4[3] = {'a ', 98，'c'};
char arr5[] = { 'a ', ' b', 'c ' };
char arr6[] = "abcdef";

這裏咱們要注意區分

char ch2[] = { 'b','i','t' };
char ch4[] = "bit";

1,strlen 和 sizeof沒有什麼關聯

2.strlen 是求字符串長度的-只能針對字符串求長度 ，求字符串的長度-'\0'以前的字符個數- -庫函數 - 使用得引頭文件

3.sizeof 計算變量、數組、類型的大小 - 單位是字節 - 操做符

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三、一維數組的使用

對於數組的使用咱們以前介紹了一個操做符︰[ ]下標引用操做符。它其實就數組訪問的操做符。咱們來看代碼︰

#include <stdio.h>

//打印數組
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };//數組的不徹底初始化
       //計算數組的元素個數
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    //對數組內容賦值,數組是使用下標來訪問的，下標從0開始。因此：
    int i = 0;//作下標

    //輸出數組的內容
    for (i = 0; i < sz; ++i)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}  

//打印字符串
int main()
{
    char arr[] = "abcdef";//[a][b][c][d][e][f][\0]
    //printf("%c\n", arr[3]);
    int i = 0;
    int len = strlen(arr);
    for(i=0; i<len; i++)
    {
        printf("%c ", arr[i]);
    }

四、一維數組在內存中的存儲

接下來咱們探討數組在內存中的存儲。看下圖︰

//打印地址
#include <stdio.h>
int main()
{
    int arr[10] = { 0 };
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); ++i)
    {
        printf("&arr[%d] = %p\n", i, &arr[i]);
    }
    return 0;
}

經過觀察咱們能夠看到：
1.一維數組在內存中是連續存放的
2.隨着數組下標的增加，地址是由低到高變化的

數組地址連續存放有什麼實際意義或做用嗎？
看下面這個例子：

這個例子能夠很好說明剛剛的問題，正由於數組是連續存放的，經過數組首元素的地址日後找能夠找到每個數組對應的元素！

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2、二維數組

一、二維數組的建立

二維數組的使用也是經過下標的方式。幾行幾列，看代碼：

//二維數組建立
int arr1[3][4];
char arr2[3][4];
double arr3[4][5];

當咱們建立一個二維數組int arr[3] [4] 後，在咱們的腦海中要形式對應的三行四列二維數組，這個數組的每一個元素都是int類型。（二維數組有行列之分）

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二、二維數組的初始化

//初始化---建立的同時給賦值
方式①
int arr1[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };//徹底初始化

三行四列的數組arr1有12個元素，咱們能夠在初始化的時候直接用大括號將12個元素括起來賦值給arr1。

int arr[3][4]={1,2,3.{4,5,67,8,9}}

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思考：若是說咱們給的元素個數大於12個或小於12個會發生什麼呢？

（1）大於12個元素時：程序運行時，編譯報錯，沒法正常執行，報錯緣由就是初始值設定項太多。從這個報錯咱們大概就能知道對於數組建立，編譯器會檢查初始項是否大於數組的長度。這個其實也很好理解，數組本質也是變量，變量的建立須要向內存申請空間，若是初始值設定項佔用的空間大於數組申請的空間，就會「越界訪問」（好比數組申請一塊40個字節大小的空間，咱們在設置初始項的時候給了11個int類型的值，也就是44個字節，超過數組自己能夠訪問空間的大小了）。

（2）小於12個元素時：數組會進行不徹底初始化，前幾項會賦值成初始化的值，後面幾項會自動賦初始值0填充。（若是是字符數組，會用\0填充，\0的ASCII碼值是0）

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二維數組能夠看做由多個一維數組組成，因此咱們能夠這樣初始化：

int arr1[3][4] = { {1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12} }

（1）在使用方式②初始化int arr1[3][4]時，若是初始的行或者列超限會怎麼樣呢？
能夠看到會出現相似方式①越界的問題。這個其實也比較好理解，int arr[3][4]，二維數組arr是一個三行四列的形式，其實將二維數組arr[3][4]看做有三個一位數組arr[4]組成的數組，這個數組有三個元素，每一個元素都是由四個元素組成的數組。若是初始的行或者列超限就會致使相似方式①說到的越界訪問的問題，因此報錯編譯不過去！

（2）初始化的時候不徹底賦值會怎麼樣呢？
數組會進行不徹底初始化，前幾項會賦值成初始化的值，後面幾項會自動賦初始值0填充。（若是是字符數組，會用\0填充，\0的ASCII碼值是0）

注意：二維數組在建立的時候**行能夠省略，列不能省略**（第一個[ ]中的值能夠不寫，第二個[ ]值必須寫）

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三、二維數組的使用

二維數組的使用方式也是經過下標的方式。二維數組的行和列下標都是從0開始的：

#include<stdio.h>
int main()
{
    int arr[3][4] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 };
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (i = 0; i < 3; i++)
    {
        for (j = 0; j < 4; j++)
        {
            printf("%3d", arr[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

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四、二維數組在內存中的存儲

以前咱們提到在建立二維數組的時候，會在腦海中將其想象成一個二維表（有行和列），可是二維數組在內存的存儲形式是什麼樣的呢？跟咱們剛剛想的二維表形式同樣存儲方式嗎？
爲了研究二維數組的存儲，這裏咱們能夠嘗試將二維數組的每一個元素都打印出來：

咱們能夠看到二維數組的每一個元素之間均相差4個字節，因此二維數組在內存中也是連續存放的！這個連續存放有兩層含義：1.每一行內部的元素連續存放 2.行與行之間連續存放

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思考：瞭解二維數組在內存中是連續存放的有什麼做用？
一、在說int arr[][4]; 這個例子的時候，咱們說二維數組行能夠省略，列不能夠省略。爲何列不能夠省略呢？
當列肯定的時候，咱們才能知道一行有多少個元素，才能知道第二行從哪裏開始，不然的話，這個二維數組就不是肯定的
二、只有當二維數組是連續存放的方式，當我拿到二維數組首元素地址的時候，就能夠依次訪問到這個數組的全部元素。

二維數組arr[3] [4]能夠看做由三個一維數組組成，這三個一位數組的數組名分別爲arr[0], arr[1], arr[2]

數組經過數組名 + [下標]訪問其成員，由此咱們可知arr[0], arr[1], arr[2]也是數組名。
該二維數組的數組名：arr
二維數組的第一行數組名：arr[0]
二維數組的第二行數組名：arr[1]
二維數組的第三行數組名：arr[2]

3、數組做爲函數參數

冒泡排序思想

咱們在寫代碼的時候，每每會將數組做爲參數傳給函數，好比：咱們要實現一個冒泡排序函數將一個整型數組排序。那咱們將這樣使用函數：

冒泡排序的思想：兩兩相鄰的元素進行比較，而且可能的話須要交換。

一趟解決一個數字的排序問題，第一趟最大值9出現到最右側，第二趟8到右側第二位
10個數字，須要進行9躺冒泡排序
n個數字，須要進行 n - 1躺

一趟冒泡排序內部：
第一趟：10個數字待排序，9對比較
第二趟：9個數字待排序，8對比較
第三趟：8個數字待排序，7對比較
……
第九趟：2個數字待排序，1對比較

代碼實現：

#include<stdio.h>

void print(int arr[], int sz)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
    int i = 0;
    int j = 0;
    for (i = 0; i < sz - 1; i++)//肯定冒泡排序的趟數
    {
        for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//肯定每一趟兩兩比較的次數
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
            }
        }
    }
}

int main()
{
    int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前：");
    print(arr, sz);

    //冒泡排序，進行升序排列
    bubble_sort(arr, sz);
    printf("排序後：");
    print(arr, sz);

    return 0;
}

冒泡排序法優化：當咱們要排序的數組自己就是有序的時候，或者說數組排序的時候排好前幾項就已經有序了，這時候按照上面的方法還要進行兩兩比較，效率就比較低，對此咱們進行想要的優化。

#include<stdio.h>

void print(int arr[], int sz)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < sz; i++)
    {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

void bubble_sort(int arr[], int sz)
{
    int i = 0;
    int j = 0;

    for (i = 0; i < sz - 1; i++)//肯定冒泡排序的趟數
    {
        int flag = 1;//用於判斷比較是否繼續
        for (j = 0; j < sz - 1 - i; j++)//肯定每一趟兩兩比較的次數
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int tmp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = tmp;
                flag = 0;
            }
        }
        if (flag == 1)
        {
            break;
        }
    }
}

int main()
{
    int arr[] = { 9,8,7,6,5,4,3,2,1,0 };
    int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("排序前：");
    print(arr, sz);

    //冒泡排序，進行升序排列
    bubble_sort(arr, sz);
    printf("排序後：");
    print(arr, sz);
    return 0;
}

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4、思考：數組名究竟是什麼？

咱們常常會說數組名是首元素地址，那麼這個說法對不對呢？這裏咱們能夠驗證一下。

能夠看到二者同樣，因此數組名是首元素地址。

可是要排除如下兩種狀況：
①sizeof(數組名)-- - 數組名錶示整個數組-- - 計算的是整個數組的大小單位是字節
② &數組名-- - 數組名錶示整個數組-- - 取出的是整個數組的地址
除上述兩種狀況之外，其他狀況數組名均表示首元素地址！

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數組地址和數組首元素地址有什麼區別？

二者的地址值是同樣的，可是含義和使用不一樣。

數組地址 + 1表示跳過整個數組，首元素地址 + 1表示跳到第二個元素。

& arr + 1 與 & arr 相差40個字節
arr + 1 與 arr相差4個字節

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三維數組及多維數組

三維數組具備高、寬、深的概念，或者說行、列、層的概念，即數組嵌套數組達到三維及其以上。是最多見的多維數組，因爲其能夠用來描述三維空間中的位置或狀態而被普遍使用。
三維數組就是維度爲三的數組，能夠認爲表示對該數組存儲的內容使用了三個獨立參量去描述，但更多的是認爲該數組的下標是由三個不一樣的參量組成的。三維數組又被認爲是二維數組的數組，而二維數組也能夠認爲是一維數組的數組。
數組這一律念主要用在編寫程序當中，和數學中的向量、矩陣等概念有必定的差異，主要表如今數組內的元素能夠是任意的相同數據類型，包括向量和矩陣。
對數組的訪問通常是經過下標進行的。在三維數組中，數組的下標是由三個數字構成的，經過這三個數字組成的下標對數組的內容進行訪問。
多維數組 三維或者三維以上的數組。
定義方式：type name[size1][size2]…[sizeN];
例如，下面的聲明建立了一個三維 4 . 3 . 2 整型數組：
int threedim[4][3][2];