C 数组

作者likuolei

关键点

  • C 数组是用于存储相同类型数据的集合，内存中连续存储。
  • 声明格式为 type arrayName[arraySize];，如 int arr[5]; 表示 5 个整数的数组。
  • 初始化可写为 int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};，或不指定大小如 int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};。
  • 访问元素用 arrayName[index]，索引从 0 开始，如 arr[0]是第一个元素。
  • 数组长度用 sizeof(array) / sizeof(array[0]) 计算，数组名是常量指针，表示起始地址。

数组的声明与初始化

C 数组的声明需要指定数据类型和大小，例如 int arr[5]; 声明一个包含 5 个整数的数组。初始化时，可以直接赋值，如 int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};，如果不指定大小，编译器会根据初始化值的数量自动确定，例如 int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};会创建一个 5 个元素的数组。

访问与长度

访问数组元素使用索引，格式为 arrayName[index]，索引从 0 开始，例如 arr[0] 是第一个元素，arr[4] 是最后一个元素。数组的长度可以通过 sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) 计算，例如对于 int arr[5];，长度为 5。

其他特性

数组名是常量指针，表示数组的起始地址，不能被修改。在函数中传递数组时，数组名作为指针传递，例如 void printArray(int arr[], int size)，调用时如 printArray(arr, 5);。C 语言还支持多维数组和动态数组，动态数组大小可在运行时确定。

详细报告

C 数组是 C 语言中一种重要的数据结构，用于存储相同类型的数据元素，这些元素在内存中连续存储。以下是对 C 数组的全面讲解，涵盖其定义、声明、初始化、访问、长度计算以及其他相关特性，基于权威中文资源的分析，确保信息准确且全面。

背景与定义

C 数组是相同类型数据的集合，这些数据在内存中连续存储。数组的每个元素都可以通过索引（从 0 开始）访问。例如，一个包含 5 个整数的数组可以声明为 int arr[5];，其中 arr 是数组名，5 是数组的大小。数组不是 C 语言的专利，其他语言如 Java、C++ 也有类似的概念，但 C 语言的数组实现具有其独特特性。

  • 数组的特点：
    • 所有元素必须是相同的数据类型。
    • 数组的大小在声明时必须指定（除非通过初始化自动确定）。
    • 数组中的元素在内存中连续存储，数组名表示第一个元素的地址。

数组的声明

数组的声明格式为：

type arrayName[arraySize];
  • type：数据类型，如 int、float、char 等。
  • arrayName：数组名。
  • arraySize：数组的大小，必须是大于 0 的整数常量。

例如：

  • int arr[5];：声明一个包含 5 个整数的数组。
  • float prices[10];：声明一个包含 10 个浮点数的数组。
  • char name[20];：声明一个包含 20 个字符的数组。

从权威资源（如菜鸟教程）中可以看到，数组的大小必须在编译时确定，因此 arraySize 通常是常量表达式，不能是变量。

数组的初始化

数组可以初始化为特定的值，初始化方式有两种：

  1. 指定大小并初始化：int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    • 如果初始化值的数量少于数组大小，剩余元素会被自动初始化为 0（对于数值类型）或空字符（对于字符类型）。
    • 例如，int arr[5] = {1, 2}; 会将 arr[0] 和 arr[1] 设置为 1 和 2，arr[2]、arr[3]、arr[4] 被设置为 0。
  2. 不指定大小，根据初始化值确定：int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    • 系统会根据初始化值的数量自动确定数组的大小，在本例中，arr 的大小为 5。

从 CSDN 博客的分析中可以看到，字符数组的初始化有特殊情况，例如 char cBuf[4] = {"ab"};，如果初始化值的数量少于数组大小，剩余元素会被初始化为 0（ASCII NUL ‘\0’），这在字符串处理中很重要。

数组元素的访问

数组元素可以通过索引访问，索引从 0 开始。例如，对于 int arr[5];：

  • arr[0] 是第一个元素。
  • arr[1] 是第二个元素。
  • arr[4] 是第五个元素（最后一个元素）。

注意：访问数组时，索引必须在 0 到 arraySize-1 之间，否则会导致数组越界，可能会引起程序错误。C语言中文网提到，数组越界访问可能导致程序崩溃或不可预测行为，这是 C 语言的一个常见问题。

数组的长度

数组的长度可以使用以下公式计算：

sizeof(array) / sizeof(array[0])
  • sizeof(array)：获取整个数组占用的内存大小。
  • sizeof(array[0])：获取单个元素占用的内存大小。

例如，对于 int arr[5];，长度为 sizeof(arr) / sizeof(arr[0])，结果为 5。博客园的文章中提到，这种方法适用于静态数组，但对于动态数组需要特别注意。

数组名与指针

  • 数组名表示数组的起始地址（即第一个元素的地址）。
  • 数组名是一个常量指针，不能被修改。例如，int *ptr = arr; 是合法的，但 arr = ptr; 是非法的。

从菜鸟教程的解释中可以看到，数组名可以看作指向第一个元素的指针，这使得数组在指针操作中非常灵活，例如可以通过指针遍历数组。

数组的其他特性

  • 多维数组：C 语言支持多维数组，例如二维数组 int matrix[3][4]; 表示一个 3 行 4 列的整数数组。C语言中文网提供了详细的二维数组定义和初始化示例。
  • 静态数组与动态数组：
    • 静态数组：大小在编译时确定，例如 int arr[5];。
    • 动态数组：大小在运行时确定，通常使用 malloc 函数分配内存，例如 int *arr = (int *)malloc(5 * sizeof(int));。C语言中文网提到，动态数组适合需要可变大小的场景。
  • 数组的传递：在函数中传递数组时，数组名作为指针传递。例如，void printArray(int arr[], int size)，调用时 printArray(arr, 5);。菜鸟教程提供了相关示例，说明数组名在函数调用中如何作为指针处理。

常见错误与注意事项

  • 数组越界：访问超出数组范围的元素会导致未定义行为，可能引起程序崩溃。C语言中文网特别强调了数组越界和溢出的风险。
  • 未初始化数组：如果数组未初始化，其元素可能包含垃圾值，影响程序运行。
  • 数组名不能被赋值：数组名是常量指针，不能被重新赋值，这是 C 语言的一个重要特性。

示例与实践

以下是一个简单的 C 数组示例：

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 声明并初始化数组
    printf("First element: %d\n", arr[0]);  // 访问第一个元素
    printf("Last element: %d\n", arr[4]);   // 访问最后一个元素
    printf("Array length: %lu\n", sizeof(arr) / sizeof(arr[0]));  // 计算长度
    return 0;
}

输出：

First element: 1
Last element: 5
Array length: 5

从博客园的文章中可以看到，字符数组的初始化和访问也有类似的示例，例如 char cBuf[4]; 的初始化和输出。

总结与资源

C 数组是 C 语言中用于存储相同类型数据的集合，支持声明、初始化、访问等操作。理解数组的基本概念、声明方式、初始化方法、元素访问以及长度计算是掌握 C 语言编程的关键。通过以上讲解和示例，用户可以深入理解 C 数组的特性和应用。

以下是权威中文资源，供进一步学习：

以上内容基于 2025 年 7 月 2 日的最新中文资源，确保信息准确且全面。

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