C 语言中的数组
C 语言中的数组是一种数据结构，可以存储相同数据类型元素的固定大小顺序集合。数组用于存储数据集合，但通常将数组视为相同类型变量的集合更为实用。
什么是 C 语言中的数组?
C 语言中的数组是数据类型相似的数据项的集合。数组中可以存储一个或多个相同数据类型的值，这些值可以是基本数据类型(int、float、char)，也可以是用户定义的类型，例如结构体或指针。在 C 语言中，数组中元素的类型应与数组本身的数据类型匹配。
数组的大小(也称为数组长度)必须在声明时指定。 C 数组一旦声明，其大小就无法更改。声明数组时，编译器会分配一段连续的内存块，用于存储声明数量的元素。
为什么在 C 语言中使用数组?
数组用于存储和操作相似类型的数据。
假设我们要存储 10 个学生的成绩并计算平均分。我们声明 10 个不同的变量来存储 10 个不同的值，如下所示:
int a = 50, b = 55, c = 67, ...; float avg = (float)(a + b + c + ... ) / 10;
这些变量将分散在内存中，彼此之间没有任何关联。重要的是，如果我们想扩展计算 100 名(或更多)学生平均分的问题，那么声明如此多的独立变量就变得不切实际了。
数组提供了一种紧凑且节省内存的解决方案。由于数组中的元素存储在相邻的位置，我们可以轻松访问与当前元素相关的任何元素。由于每个元素都有索引，因此可以直接操作。
示例:在 C 语言中使用数组
回到存储 10 名学生成绩并计算平均分的问题，使用数组的解决方案如下:-
#include <stdio.h>
int main(){
int marks[10] = {50, 55, 67, 73, 45, 21, 39, 70, 49, 51};
int i, sum = 0;
float avg;
for (i = 0; i <= 9; i++){
sum += marks[i];
}
avg = (float)sum / 10;
printf("Average: %f", avg);
return 0;
}
Output
运行代码并检查其输出 −
Average: 52.000000
数组元素存储在连续的内存位置。每个元素都由一个从"0"开始的索引标识。最低地址对应第一个元素，最高地址对应最后一个元素。
C 语言数组声明
要在 C 语言中声明数组，需要指定元素的类型以及要存储的元素数量。
声明数组的语法
type arrayName[size];
"size"必须是大于零的整型常量，其"type"可以是任何有效的 C 数据类型。在 C 语言中，声明数组有多种方式。
示例:在 C 语言中声明数组
在以下示例中，我们声明一个包含 5 个整数的数组，并打印所有数组元素的索引和值 -
#include <stdio.h>
int main(){
int arr[5];
int i;
for (i = 0; i <= 4; i++){
printf("a[%d]: %d
", i, arr[i]);
}
return 0;
}
输出
运行代码并检查其输出 −
a[0]: -133071639 a[1]: 32767 a[2]: 100 a[3]: 0 a[4]: 4096
C 语言中数组的初始化
声明数组时，可以通过提供用大括号 {} 括起来的一组逗号分隔的值来初始化数组。
初始化数组的语法
data_type array_name [size] = {value1, value2, value3, ...};
初始化数组示例
以下示例演示了整数数组的初始化:
// 整数数组的初始化
#include <stdio.h>
int main()
{
int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int i; // 循环计数器
// 打印数组元素
printf("数组元素为 : ");
for (i = 0; i
输出
数组元素为:10 20 30 40 50
将所有数组元素初始化为 0 的示例
要将所有元素初始化为 0，请将其放在花括号内
#include <stdio.h>
int main(){
int arr[5] = {0};
int i;
for(i = 0; i <= 4; i++){
printf("a[%d]: %d
", i, arr[i]);
}
return 0;
}
输出
运行此代码时，将产生以下输出 -
a[0]: 0
a[1]: 0
a[2]: 0
a[3]: 0
a[4]: 0
数组部分初始化示例
如果值列表小于数组的大小，则其余元素将初始化为"0"。
#include <stdio.h>
int main(){
int arr[5] = {1,2};
int i;
for(i = 0; i <= 4; i++){
printf("a[%d]: %d
", i, arr[i]);
}
return 0;
}
输出
运行此代码，将产生以下输出 -
a[0]: 1
a[1]: 2
a[2]: 0
a[3]: 0
a[4]: 0
部分和特定元素初始化示例
如果数组是部分初始化的，则可以在方括号中指定元素。
#include <stdio.h>
int main(){
int a[5] = {1,2, [4] = 4};
int i;
for(i = 0; i <= 4; i++){
printf("a[%d]: %d
", i, a[i]);
}
return 0;
}
输出
执行后，将产生以下输出 -
a[0]: 1
a[1]: 2
a[2]: 0
a[3]: 0
a[4]: 4
C 语言中获取数组大小
编译器会分配一块连续的内存。分配的内存大小取决于数组的数据类型。
示例 1:整数数组的大小
如果声明了一个包含 5 个元素的整数数组，则该数组的字节数大小为"sizeof(int) x 5"
#include <stdio.h>
int main(){
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
printf("Size of array: %ld", sizeof(arr));
return 0;
}
输出
执行后，您将获得以下输出 -
Size of array: 20
sizeof 运算符返回变量占用的字节数。
示例 2:数组元素的相邻地址
每个 int 的大小为 4 个字节。编译器会为每个元素分配相邻的位置。
#include <stdio.h>
int main(){
int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int i;
for(i = 0; i < 4; i++){
printf("a[%d]: %d Address: %d
", i, a[i], &a[i]);
}
return 0;
}
Output
运行代码并检查其输出 −
a[0]: 1 Address: 2102703872
a[1]: 2 Address: 2102703876
a[2]: 3 Address: 2102703880
a[3]: 4 Address: 2102703884
此数组中的每个元素均为 int 类型。因此，第 0 个元素占用前 4 个字节(642016 至 19)。下一个下标处的元素占用接下来的 4 个字节，依此类推。
示例 3:双精度型数组
如果数组类型为 double 类型，则每个下标处的元素占用 8 个字节。
#include <stdio.h>
int main(){
double a[] = {1.1, 2.2, 3.3, 4.4, 5.5};
int i;
for(i = 0; i < 4; i++){
printf("a[%d]: %f Address: %ld
", i, a[i], &a[i]);
}
return 0;
}
Output
运行代码并检查其输出 −
a[0]: 1.100000 Address: 140720746288624
a[1]: 2.200000 Address: 140720746288632
a[2]: 3.300000 Address: 140720746288640
a[3]: 4.400000 Address: 140720746288648
示例 4:字符数组的大小
"char"变量的长度为 1 个字节。因此，char 数组的长度等于该数组的大小。
#include <stdio.h>
int main(){
char a[] = "Hello";
int i;
for (i=0; i<5; i++){
printf("a[%d]: %c address: %ld
", i, a[i], &a[i]);
}
return 0;
}
Output
运行代码并检查其输出 −
a[0]: H address: 6422038
a[1]: e address: 6422039
a[2]: l address: 6422040
a[3]: l address: 6422041
a[4]: o address: 6422042
在 C 语言中访问数组元素
数组中的每个元素都由一个唯一的递增索引标识，以"0"开头。要通过索引访问元素，只需将元素的索引放在数组名称后的方括号中即可。
访问数组元素的方法是，在数组名称后的方括号中指定所需元素的索引(偏移量)。例如:-
double salary = balance[9];
上述语句将从数组中取出第 10 个元素，并将其值赋给"salary"。
在 C 语言中访问数组元素的示例
以下示例展示了如何使用上述三个概念:声明、赋值和访问数组。
#include <stdio.h>
int main(){
int n[5]; /* n 是一个由 5 个整数组成的数组 */
int i, j;
/* 将数组 n 的元素初始化为 0 */
for(i = 0; i < 5; i++){
n[i] = i + 100;
}
/* 输出每个数组元素的值 */
for(j = 0; j < 5; j++){
printf("n[%d] = %d
", j, n[j]);
}
return 0;
}
输出
运行此代码后，您将获得以下输出 -
n[0] = 100
n[1] = 101
n[2] = 102
n[3] = 103
n[4] = 104
索引允许随机访问数组元素。数组可以由结构体变量、指针甚至其他数组作为其元素组成。
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