【C语言】如何正确的理解数组 （一维）

哈喽大家好，我是保护小周ღ，C语言，接下来给大家带来的是数组和指针系列的文章，这篇主要讲的是一维数组的相关知识，是博主的所见所闻，细节上的知识后面会这里面没有提，会放在后期的文章中与指针相结合讲，多多包含。

一、 一维数组的创建和初始化

1.1 数组的创建

我们在程序开发中，常常需要描述一块由多个相同元素的数据项组成的数据，这就是数组。

数组：一组相同类型的元素的集合

数组的定义，举个例子：

int arr[5];

int 是指数组的元素类型，arr 是数组名， [ ] 可以先理解为告诉编译器这是个数组，里面的常量5 代表需要创建多少个 数组元素类型的元素。

这句话怎么站在编程的角度理解呢？ 就是在内存的栈区上开辟一块连续的 5个 int 类型的空间（20个字节） ，然后这块空间名字叫 arr。

那我们是不是可以说 arr 的类型为 int [5] , 其实这才是正确的理解。

数组创建，在C99标准之前， [ ] 中 要给一个常量才可以，不能使用变量。在C99标准支持了变长数组的概念，数组的大小可以使用变量指定，但是数组不能初始化。VS 编译器中不支持变长数组，定义的时候只能是给常量。

1.2 数组的初始化

数组在定义创建的时候，我们可以对里面的值进行初始化。

C语言中数组不进行初始化的时候里面都是随机值。我们应该养成好习惯在定义的时候初始化将这些空间值置为0，int arr[5]={0}; 也可以根据自己的需要初始化值。

int arr0[5] = { 1,2,3,4,5 };

** 对数组的部分空间初始化：**

int arr1[10] = {1,2,3};

那么这一块10 个连续的整型空间前 3块空间的值分别初始化为 1，2，3；后面的7块空间都是随机值。

数组在创建的时候如果想不指定数组的确定的大小就得初始化。

int  arr[ ]={1,2,3,4,5};

这个时候编译器就会 根据初始化的内容来确定数组的元素个数，然后根据元素个数开辟空间。上例，初始化了5个元素，所以编译器会给 arr数组开辟5个 整型空间。

对字符数组的初始化：

首先字符数组也对根据初始的内容（元素个数）开辟相应的空间，只要是数组，在初始化的时候，如果你指定了数组的元素个数，但是你初始化的元素多于指定数组的空间个数，初始化的元素依次赋值给数组空间，多余的部分无效。

C语言里面没有字符串类型！通常用一个字符数组来存放一个字符串。字符数组每一块空间都只占1个字节。而且存储的内容是根据ASCLL码存储。

字符数组初始化的方式有两种：

依次的初始化（也可以指定字符数组的元素个数）：

char str1[]={'a','b','c','d','e','f'};

存储结构如图：

这里给大家介绍一个概念，数组开辟的一块连续的存储空间，数组元素也是一种变量，通常称之为下标变量，我们可以通过数组的下标来表示，数组中的某一个元素。数组的下标规定从 0开始依次往后（详细内容后面讲）。

另外，在初始化的时候 char str1[ ]={ '97' , 97 }; 这两个的含义是不一样的，**' ' **引用表示用 ASCLL 码的形式存储，里面的数字会对应 ASCLL 表里字符存储。如果不打引号，这个数字就是单纯的数字，因为一个字节 是八个二进制位，如果是有符号位（signed）char 那么他的取值范围就是 [-128,127] , 无符号位（unsianed）char 取值范围就是 [0255] ,ASCLL码 规定由一个字节描述，最高位为 0 ，所以ASCLL 码的取值范围是 [0127] ，128个字符。 我们所说的 ‘\0’，其实就是 字符 0 ，但是千万不可以理解为 ‘0’，这个是数字0。

** 按照“字符串”元素个数开辟空间，和初始化：**

char str2[]="abcdef";

这种情况，表面上编译器为 str2 字符数组开辟6 个字节的空间，实际上是7个，因为编译器会把字符串的后一个空间放字符串的结束标志 ‘\0’ ，表示字符串已经结束。有了‘\0’标志后，编译器就可依此判断字符串的元素个数，所以使用字符串初始化的时候无须指定数组的长度。在输入，输出的时候还可以一次性处理字符串，可以不使用循环语句逐个输入和输出。（%s）字符串的形式。

二、 一维数组在内存中的存储

先来介绍一点知识，数组的使用，数组的 [ ] 是操作符，下标引用操作符，作用是就是可以访问数组元素， 数组名 [下标值] 即可访问对应下标的元素。

通过以上代码我们得出几点知识：

1. arr 就是数组名，数组名代表就是 数组首元素（下标为0 的元素）的地址，但是有两个例外：

• sizeof（数组名）；计算的是整个数组的地址。
• &数组名，数组名是表示整个数组，是取整个数组的地址。

sizeof 这个标识符的作用就是计算 它包含的在内存中所占的字节数。

所以我们计算一个整型数组的元素个数，可以用：sizeof (数组名) / sizeof(数组的任意一个元素)；我们一般是 / 首元素。

**2. ** 栈区内存的使用习惯：先使用高地址处的空间，再使用低地址处的空间。

3. 假设 arr 数组在内存的栈区上开辟了一块连续的存储空间（40个字节），数组每个元素的地址根据数组的下标的增长，由低地址向高地址变化。

** 4. **数组在内存中是连续存放的

** 5.** 如果我们对定义的数组造成越界访问（ 越界就是通过操作符等手段访问了不属于数组的空间），这种是很容易造成的错误，一定要注意，数组下标从 0 开始。没有初始化的空间往往就是随机值，也有可能是“烫烫烫”。

2.1 关于数组越界问题

• 数组的下标是有范围限制的。
• 数组的下规定是从0开始的，如果数组有n个元素，最后一个元素的下标就是n-1。
• 所以数组的下标如果小于0，或者大于n-1，就是数组越界访问了，超出了数组合法空间的访问。
• C语言本身是不做数组下标的越界检查，编译器也不一定报错，但是编译器不报错，并不意味着程序就是正确的。

咱们写代码时，最好自己做越界的检查，一定要注意, 越界访问有可能就造成了对别的空间的非法使用，如果那块空间给到了某个变量维护，这就是很严重的错误。

2.2 关于字符数组计算元素个数的问题

上文说到字符数组的初始化有两种方式：

char str1[ ]={ 'a','b','c','d','e','f' };

char str2[ ]="abcdef";

我们先用sizeof 标识符来试试计算长度：

#include<stdio.h>
int main()
{
    char str1[] = {'a','b','c','d','e','f'};

    char str2[] = "abcdef";

    int len1 = sizeof(str1) / sizeof(str1[0]);
    int len2 = sizeof(str2) / sizeof(str2[0]);

    printf("str1数组的元素个数为：%d\n", len1);
    printf("str2数组的元素个数为：%d\n", len2);
    
    return 0;
}

这也证明了我们上文说的 如果直接初始化一个字符串，那么在字符串的最后还会使用一个空间存字符串的结束标志 '\0' ,在C语言当中 '\0'可是字符串里很重要的一点。我们在使用%s 以字符串的形式输入，其实最后编译器会默认在最后添加一个 '\0'; 使用 %s 以字符串的形式输出的时候，会根据 '\0' 来打印，'\0'之后的字符不会被打印。

举个例子：

scanf() 输入字符串：

我们可以看到我给 字符数组指定了10个字节的存储空间，理论上我们可以存10个字符，没有问题，但是我们是以字符串的形式输入，自己我输入了 10 个字符a 也打印出来了10个a 但是编译器报了个错，这是为什么呢？因为以字符串的形式存储，需要留一个空间存储 ‘\0’ 所以造成了越界使用空间，使用了 11个字节的空间，这样是不行的，所以我们给字符数组指定了空间大小（定义的时候），我们一定记得预留一个空间存储 ‘\0’ 。

错误得示范，越界访问时绝对不可以的, 越界使用更是大大得错误，一定要注意！

字符数组才可以整体得输入输出，整型数组，或者是浮点型数组，都得老老实实的循环输入输出！

我们使用 strlen ( ) 库函数来试试计算字符数组长度：

这里我们就很奇怪，str2 这个数组里，确实是 6个有效字符，没有问题，那么 str1 数组明明是只输入了 6个字符，为什么会有这个结果 19呢，好奇怪啊，接下来博主来给你们解答疑惑。

strlen( ) 这个库函数 专门计算字符数组的元素个数，那么他是根据 '\0'（字符串结束标志）来计算，遍历字符串，直到在内存中找到 '\0' 为止。返回类型是 无符号整型。

str1 字符数组，我们没有存放 '\0' 结束标志，所以在使用 strlen（） 函数的时候就会越界访问，直到找到'\0' 。

不断地进行，越界访问，直到在内存中找到了 '\0' ，然后统计了 '\0' 之前的个数，这就是 strlen(str1)打印 19 原因，所以结束标志很关键得嘞。

当然解决方案就是：

char str[]={'a','b','c','d','e','f','\0'};

主动添加字符串结束标志，这就是争对循环输入字符的方式，手动末尾添加。

** printf() 打印字符串**

你们看咱们初始化的时候将 '\0' 其实就是字符0，放入str [ ]数组，没有问题，但是在打印的时候却忽略了 '\0' 后的字符 efg ，所以打印也是根据 '\0' 来决定打印的字符。

至此C语言一维数组博主已经分享完了，相信大家对一维数组有了不同的理解，尽请期待数组 &&指针。

本期收录于博主的专栏——C语言，适用于编程初学者，感兴趣的朋友们可以订阅，查看其它“C语言基础知识”。C语言_保护小周ღ的博客-CSDN博客

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