C 数组

C 语言支持数组数据结构,它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据,但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

数组的声明并不是声明一个个单独的变量,比如 number0、number1、...、number99,而是声明一个数组变量,比如 numbers,然后使用 numbers[0]、numbers[1]、...、numbers[99] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。

所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素,最高的地址对应最后一个元素。

声明数组

在 C 中要声明一个数组,需要指定元素的类型和元素的数量,如下所示:

type arrayName [ arraySize ];

这叫做一维数组。arraySize 必须是一个大于零的整数常量,type 可以是任意有效的 C 数据类型。

例如,要声明一个类型为 double 的包含 10 个元素的数组 balance,声明语句如下:

double balance[10];

现在 balance 是一个可用的数组,可以容纳 10 个类型为 double 的数字。

初始化数组

在C中,可以逐个初始化数组,也可以使用一个初始化语句。

实例:

double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

大括号 { } 之间的值的数目不能大于在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。

如果省略掉了数组的大小,数组的大小则为初始化时元素的个数。

为数组中某个元素赋值:

balance[4] = 50.0;

上述的语句把数组中第五个元素的值赋为 50.0。所有的数组都是以 0 作为它们第一个元素的索引,也被称为基索引,数组的最后一个索引是数组的总大小减去 1。

访问数组元素

数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内,跟在数组名称的后边。

如:

double salary = balance[9];

上面的语句将把数组中第 10 个元素的值赋给 salary 变量。

实例:

#include <stdio.h>
 int main (){
   int n[ 10 ]; /* n 是一个包含 10 个整数的数组 */
   int i,j; 
   /* 初始化数组元素 */         
   for ( i = 0; i < 10; i++ )
   {
      n[ i ] = i + 100; /* 设置元素 i 为 i + 100 */
   }
   
   /* 输出数组中每个元素的值 */
   for (j = 0; j < 10; j++ )
   {
      printf("Element[%d] = %d\n", j, n[j] );   
    }
 
   return 0;
}

运行案例

多维数组

C 语言支持多维数组。多维数组声明的一般形式如下:

type name[size1][size2]...[sizeN];

多维数组最简单的形式是二维数组。一个二维数组,在本质上,是一个一维数组的列表。声明一个 x 行 y 列的二维整型数组,形式如下:

type arrayName [ x ][ y ];

初始化二维数组

多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化。下面是一个带有 3 行 4 列的数组。

int a[3][4] = {  
 {0, 1, 2, 3} ,   /*  初始化索引号为 0 的行 */
 {4, 5, 6, 7} ,   /*  初始化索引号为 1 的行 */
 {8, 9, 10, 11}   /*  初始化索引号为 2 的行 */
 };

内部嵌套的括号是可选的,下面的初始化与上面是等同的:

int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

访问二维数组元素

二维数组中的元素是通过使用下标(即数组的行索引和列索引)来访问的。例如:

int val = a[2][3];

实例:

#include <stdio.h>
 int main (){
   /* 一个带有 5 行 2 列的数组 */
   int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}};   int i, j; 
   /* 输出数组中每个元素的值 */
   for ( i = 0; i < 5; i++ )
   {
      for ( j = 0; j < 2; j++ )
      {
         printf("a[%d][%d] = %d\n", i,j, a[i][j] );      
       }
   }
   return 0;
}

运行案例

传递数组给函数

如果想要在函数中传递一个一维数组作为参数。必须使用如下三种方式来声明函数形式参数。

这三种声明方式的结果是一样的,每种方式都会告诉编译器将要接受一个整型指针。

同样的,也可以传递一个多维数组作为形式参数。

方式一:形式参数是一个指针:

void myFunction(int *param){
...
}

方式二:形式参数是一个已定义大小的数组:

void myFunction(int param[10]){
...
}

方式三:形式参数是一个未定义大小的数组:

void myFunction(int param[]){
...
}

实例:

如下函数,它把数组作为参数,同时还传递了另一个参数,根据所传的参数,会返回数组中各元素的平均值:

double getAverage(int arr[], int size){
  int    i;  
  double avg;  
  double sum; 
  for (i = 0; i < size; ++i)
  {
    sum += arr[i];  
   }
 
  avg = sum / size; 
  return avg;
}

调用上面的函数:

#include <stdio.h>
 /* 函数声明 */
 double getAverage(int arr[], int size); 
int main (){
   /* 带有 5 个元素的整型数组 */
   int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};   
   double avg; 
   /* 传递一个指向数组的指针作为参数 */
   avg = getAverage( balance, 5 ) ; 
   /* 输出返回值 */
   printf( "平均值是: %f ", avg );    
   return 0;
}
 double getAverage(int arr[], int size){
  int    i;  
  double avg;  
  double sum=0; 
  for (i = 0; i < size; ++i)
  {
    sum += arr[i];  
   }
 
  avg = sum / size; 
  return avg;
}

运行案例

从函数返回数组

如果想要从函数返回一个一维数组,必须声明一个返回指针的函数:

int * myFunction(){
...
}

C 不支持在函数外返回局部变量的地址,除非定义局部变量为 static 变量。

实例:如下函数会生成 10 个随机数,并使用数组来返回它们:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
 /* 要生成和返回随机数的函数 */
int * getRandom( ){
  static int  r[10];
  int i; 
  /* 设置种子 */
  srand( (unsigned)time( NULL ) ); 
  for ( i = 0; i < 10; ++i)
  {
     r[i] = rand();     
     printf( "r[%d] = %d\n", i, r[i]); 
  }
 
  return r;
}
 /* 要调用上面定义函数的主函数 */
int main (){
   /* 一个指向整数的指针 */
   int *p;   
   int i; 
   p = getRandom();   
   for ( i = 0; i < 10; i++ )
   {
       printf( "*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));   
   }
 
   return 0;
}

运行案例

指向数组的指针

数组名是一个指向数组中第一个元素的常量指针,因此,在如下声明中:

double balance[50];

balance 是一个指向 &balance[0] 的指针,即数组 balance 的第一个元素的地址。因此,下面的程序片段把 p 赋值为 balance 的第一个元素的地址:

double *p;
double balance[10];

p = balance;

使用数组名作为常量指针是合法的,反之亦然。因此,*(balance + 4) 是一种访问 balance[4] 数据的合法方式。

一旦把第一个元素的地址存储在 p 中,就可以使用 *p、*(p+1)、*(p+2) 等来访问数组元素。

实例:

#include <stdio.h>

int main (){
   /* 带有 5 个元素的整型数组 */
   double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
   double *p;
   int i;

   p = balance;
 
   /* 输出数组中每个元素的值 */
   printf( "使用指针的数组值\n");
   for ( i = 0; i < 5; i++ )
   {
       printf("*(p + %d) : %f\n",  i, *(p + i) );
   }

   printf( "使用 balance 作为地址的数组值\n");
   for ( i = 0; i < 5; i++ )
   {
       printf("*(balance + %d) : %f\n",  i, *(balance + i) );
   }
 
   return 0;
}

运行案例

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