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本文为第5节——数组（文末附前4章的链接呦👉）

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目录

一维数组的创建和初始化

一维数组的创建

一维数组的初始化

 补充：

另外，这里作为一个知识的补充，我们说一下指定初始化器：

一维数组的使用

数组的边界

一维数组在内存中的存储

 二维数组的创建和初始化

二维数组的创建

二维数组的初始化

二维数组的使用

二维数组在内存中的存储

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我们在之前的介绍中，已经领悟这一点：数组是一组相同元素的集合。
那为什么会有数组？

试想，倘若我们想要创建100个整形变量，难道要一个一个创建吗？那岂不是太麻烦了？

于是乎，就诞生了数组。

一维数组的创建和初始化

一维数组的创建

那么，数组创建的语法形式是怎么样的呢？

以一维数组为例：

简而言之，是这个样子的：

这里的type_f 指的是数组里的元素类型

arr_name是数组名

const_n是一个常量表达式，用来指定数组的大小。注意，这里不可以是负数。

我们来看：假设这样一个代码：

char arr2[5] ;

如上所示，这里的arr2为数组名，数组里有5个char类型元素。

那么，我们的数组的方括号里[ ]的值一定得是常量表达式吗？

就比如说，我这么创建可以吗？

int n = 3;
int a[n];

与上面创建方式的区别在于，我们数组a里面的n是一个变量。

那么，这样的创建方式可以吗？

我们可以来看一下：

由上图可知，在vs2019中，会报错，而且报错的理由就是表达式必须要含有常量值。哪怕你是const修饰的变量。（下面我们会讲到：const修饰的变量具有常变量属性）

但是，我在这里给出答案：

在C99之前，这种写法是不允许的，而在C99之后，这种写法是允许的。而我们vs编译器的编译环境并不能很好的支持C99的语法，如果我们在gcc编译器或者其他对新语法更加支持的编译器下，这种写法是可以的。

我们在这里可以给大家演示一下：（不过我们会用到一系列还没有介绍过的东西，所以我们只要看结果就行，不用关注过程）

 这是我们写的代码

 

 这两个图片说明我们编译和运行成功。没有报错，那么就说明我们写的代码是正确的。

也就是说，这种写法是可以的。但必须说的是，在C99标准之后才支持这种写法。

需要注意一下的是，变长数组是不支持初始化的。并且变长数组也是不能用static、extern等关键字修饰的。

况且我们以后如果用变长数组一般都用动态开辟，直接用这样的变长数组还是很少的。

一维数组的初始化

什么叫做初始化？

可以理解为，就是在创建的时候，给上值。

就比如：

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

在这五个元素里，我分别给上了5个字符，作为数组的值。

创建好之后，我们在调试->监视的窗口下观察到。

 如图所示，我们成功的在arr2的数组里面创建了5个char类型的元素。

那如果我在里面写的元素比5个还要多呢？显然，编译器会报错。

当然，这是初始化的一种方式。

还有另外一种方式，即数组的不完全初始化。

如图，我创建一个 arr2的数组的时候，我指定它有10个int大小的空间，但是，我只是初始化了1，2两个int ，那这样可以吗？

答案是可以的。

那会出现什么样的结果呢？

我们还是通过调试来看一下：

如图：第一个和第二个元素被初始化成了1和2，而后面的一众元素全都被默认初始化成了0。

这种初始化的方式叫做不完全初始化。

那么，如果我以后想把数组的元素全部置为0，就直接写int arr2[10] = { 0 };就完事了。

好，下面再介绍一种初始化的方式：

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

请问：这个数组还会是10个元素的大小吗？肯定不会是。

我们可以再来调试看看：

我们这个时候会发现，这个数组只有3个元素，并且它只对前面的3个元素进行了初始化。

所以，在初始化数组的时候，可以不指定数组的大小。但是操作系统会根据初始化的内容来自动开辟空间。

另外提一嘴：来看看我们下面两种初始化方式的差异：

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

我们可以依然借助调试来看：

 我们可以清楚的看到，arr2里是有4个元素，即字符a,b,c和\0；而在arr1中只有3个元素。

这是因为，“abc”是一个字符串，在字符串后面是默认含有一个‘\0'的。

我们可以来求一下这两个数组的大小：

我们可以清晰的看到，arr2的大小是4，而arr1的大小是3。单位都是字节。

我们之前还讲过一个strlen,我们如果用它来求，得到的会是什么结果呢？

我们来看：

如图：arr1打印出来的实际上是一个随机值，而arr2打印出来的是3。

原因是什么呢？那sizeof和strlen又有什么关系和区别呢？

今天，我们就和大家来把sizeof和strlen的关系探讨清楚：

1、首先，sizeof是一个操作符（或者叫运算符）；而strlen是库函数，使用时要引用头文件string.h

2、用途不同。sizeof是计算一个数组（或者其他类型）所占的空间大小，而strlen专门用于求字符串的长度，将’\0'前面的字符串的长度计算出来。

3、算的方法机制不同。sizeof不会受到'\0'等字符的影响，关注的是空间的大小，有多少空间就计算出多少空间。而strlen是遇到'\0'的时候才会停止，关注的是字符串的长度。并且也是在第一次遇到'\0'的时候就停止了。如果没有遇到'\0'，那么它将会是一个随机值（因为它会一直往后找，直到碰到'\0'）

 补充：

另外，这里作为一个知识的补充，我们说一下指定初始化器：

它是另外一种数组初始化的方式。

需要注意的是，这种语法形式同样是在C99编译器之后才支持的，而我们前面说过，VS对C99的标准支持的不是那么好，所以这种初始化的方式在vs编译器下依然会报错。所以我们等会的举例在vscode的gcc环境中进行。

那么这种初始化是什么呢？

在传统的初始化数组中，必须要初始前一个元素，才能初始化下面的元素。

举个例子：

比如说int a[10];

就比如说，如果你想初始化a[5]为1，你必须先初始化a[5]前面的元素。

就是说，必须这样

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

那么如果指定初始化器来初始化这一个数组，那么我们可以这样：

int a[10] = {[5] = 1};//C99提供的初始化方法

这是什么意思呢？就是直接把下标为5的元素初始化为1。

那么a[5]前面和后面元素的初始化是怎么界定呢？

我们再来在gcc编译器上面尝试一下，这一次我们用vscode（因为在vs上C99支持的不是很好。）

 如上图所示，我们将数组a以这种方式初始化，那么它的第六个元素（下标为5）被初始化成了1，而其他的都默认被初始化成了0。

而如果我们这样初始化：

 可以看到，这样的初始化方式还有两个特性：

1、 如果初始化容器后面有更多的值，那么这些值将用于初始化指定元素后面的值。以上面的代码为例，[4]=31,30,31，那么第五个元素是31，后面的元素30，31就会默认放在第六个和第七个位置作为a[5]和a[6]的初始化的值。

2、如果再次初始化指定的元素，那么最后初始化的将取代之前的初始化。比如上面的[1]=29,那么会将原先第二个位置上的元素28改变成29。

那么这样如果这样初始化，会发生什么？

 如果我们在[]内未指定元素的个数，那么编译器会自动把数组大小设置为足够装得下初始化的值。

那么，上面的代码所运行的结果就是

一维数组的使用

使用即可以访问并可以修改，即可读可写。

那么数组怎么样访问呢？

我们在之前介绍了 [ ] 这么一个下标引用操作符。

那么，我们就可以用 [ ]来对数组进行访问。

我们知道，数组的每个元素都是有编号的。并且下表是从0开始。

 还是这张图，可以很清楚的反应出数组的元素和下标的关系。

那么，我想要打印出数组的第4个元素，该怎么做呢？

数组的第四个元素，下标为3，所以我们可以用array[3]来表示。

所以，上面的例子中，我们就用array[3]来表示数组array的下标为3的元素。

那我如果想把数组中的全部元素都打印出来，可以怎么办呢？

实际上，我们在前面的叙述中已经有渗透了。

 如上图：

我们先把 数组的中元素的个数计算了出来（方法是用数组的大小除以数组每个元素的大小），然后再以for循环的方式将其一一打印了出来。

那我想在数组里面写入元素，应该怎么弄呢？

很简单，我们可以用scanf来实现：

 如图，当我们输入1-10的时候，对应的元素就变成了我们输入的了。

同样的道理，数组的每个元素也是支持算术、赋值等运算的。

比如，还是刚刚那个数组，我们想要把所有的元素都乘以2，可以这样：

所以，这样的数组是可读可写的。

那如果有一天，我想让我的数组变成只可读的，就是说其他人不能够修改我的数组里的值，这个时候，我们可以怎么办呢？

这个时候，我们就会用到我们之前所说的一个关键字：const

const是什么？

我们在这里刚好可以和大家谈谈。我们如果一个变量int a=10;我们可以对变量a进行加减乘除的运算。因为这里的a是一个变量。但是，我们一旦加上了const修饰，那么就变成了只可读但是不可以写的变量了。

所以，总结一下上面所说的就是：如果一个变量被const修饰，它就变成了只读的属性。

有了上面的知识基础，我们就可以这样创建一个数组：

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

这样，我们的数组a中的每一个元素就变成了只能去访问而不能去修改的变量了。因为数组中的每一个元素的类型都是const int。

另外，在一个函数中，如果不想要形参被修改的话，可以用const来修饰，这样的话，会对变量起到一个保护的作用。

数组的边界

我们说，数组是有元素个数大小的。那么，如果我访问的元素超出了数组的元素的范围，结果会怎么样呢？

我们举个例子：

会发现，我们编译不会存在问题。那么我们运行呢？

 可以看出，它是一个随机值。

 因为当数组访问越界的时候，它其实只是内存中的一个随机的一块区域的值，而这一块区域我们并没有去使用它的权限，所以它实际上是内存上某一块区域的一个随机值。

那为什么会出现这样的情况？编译器会什么会让数组越界的情况发生而不会报错？

原因很简单，就是C对于程序员是足够信任的。所以，它相信程序员不会写出越界的数组，因此，就不再设置专门的步骤来检测数组是否越界。这样的好处是使得程序变得更加优化。不用每一次都去检验数组是否越界，从而会增加程序运行的速度。

一维数组在内存中的存储

 

 这是为什么呢？

我们需要知道这样一个事情：数组在内存中的存储是连续的。而一个字节给一个地址编号。

所以，它们的地址是挨着的。

那为啥每相邻的元素的地址相差的是4，而不是1？

原因很简单，因为我们在数组中存储的每一个元素是int类型。每个int类型的空间占4个字节。

并且随着数组下标的增长，地址由小到大。

 二维数组的创建和初始化

实际上，一维数组弄懂了，二维就很简单了，基本上都是”依此类推“。

二维数组的创建

我们如果创建了这样一个数组：

int a[3][4];

我们会发现，它似乎比我们刚刚所说的一维数组多了一个[ ]

那它是什么意思呢？

我们有这样两种方式来理解：

1、它实际上是一个矩阵。3行4列。

2、把它想象成是一个数组的数组。就是说，它实际上是数组int a[3]中含有4个元素，而这4个元素都是数组。

二维数组的初始化

类比着一维数组：

我们可以有一下几种初始化的方式：

最老实的一种，就是把每一个元素都一一列举出来。那么在创建这个数组的时候，就会默认先把一行布满，然后接着下一行去排列。

第二种，就是不完全初始化：

类比一维数组，二维数组也一样，如果在大括号里面所列举的元素的个数小于[ ]中的元素的个数，那么就在后面默认补0；

第三种初始化的方式，可以这样： 

 这样的话，第一行就被初始化成了1，然后第一行不足的补零；第二行、第三行同理。

另外，在初始化二位数组的时候，可以省略行数，但不可以省略列数。具体的原因等我们讲到指针的时候再来说。

二维数组的使用

二维数组的访问，同样是可以用下标的方式来实现：

比如，我想把上图中数组的每一个元素都打印出来，我们可以这样：

 这里的a[i][j]表示的正是访问第i行第j列的元素

二维数组在内存中的存储

还以刚刚上面的数组举例，我们将它们的地址依次打印出来：

 那么如果这样说的话，我们的二维数组就可以这样来理解：

 （我们逻辑上的二维数组）

这个a[3][4]数组中，可以拆分为a[0],a[1],a[2]三个一维数组，然后每个一维数组中有4个int类型的元素

（实际空间中存储的二维数组） 

其实，我们的C中还支持多维数组。比如三维数组就可以用int a[3][5][6]这样来表示。

但是，我们在实际应用中，其实很少会用到。一般最多用到二维数组。

到了C++之后，你会发现甚至数组用的都比较少了😀

关于数组与函数、数组与指针，我们将会在讲解完指针之后，专门开设一节，来说清楚三者之间的用法联系。

好了，本节的内容就到此为止啦~~~关注我，订阅专栏，就能持续看到我的文章啦😀😀

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