当前位置：首页 > news >正文

C语言数组知识点

news 2025/7/19 8:22:38

一、数组的基本概念

1.定义

数组是相同数据类型元素的集合，通过连续内存存储，支持高效访问。

核心特点：

元素类型相同
内存连续分配
通过下标访问（从 0 开始）

2.分类

一维数组：线性结构（如 int arr[5]）
多维数组：嵌套结构（如二维数组 int arr[3][4]）

二、一维数组

1.声明与初始化

声明格式：数据类型数组名[元素个数];

int arr[5];          // 声明未初始化（局部变量元素值为随机数）  
static int s_arr[3]; // 静态数组未初始化元素默认为0

初始化方式：

初始化类型	示例代码	说明
完全初始化	`int arr[3] = {1, 2, 3};`	所有元素显式赋值
部分初始化	`int arr[5] = {1, 2};`	剩余元素自动补0（仅全局/静态数组有效）
长度自动推断	`int arr[] = {10, 20, 30};`	等价于 `arr[3]`

2.内存特性

连续存储：相邻元素地址差为 sizeof(元素类型)。

int arr[3] = {1, 2, 3};  
printf("地址差：%td\n", (char*)&arr[1] - (char*)&arr[0]); // 输出：4（假设int占4字节）

越界风险：C语言不检查数组边界，越界访问可能导致程序崩溃或数据污染。
```
int arr[3] = {1};  
arr[3] = 100; // 危险操作！覆盖未知内存区域  
```
3.数组名与指针关系

数组名本质：数组名在大多数场景下退化为指向首元素的指针。

int arr[5] = {0};  
int *p = arr;          // 合法，p指向arr[0]  
int (*p_arr)[5] = &arr; // 数组指针类型

例外情况：

sizeof(arr)：返回整个数组的字节大小（如 int[5] 返回 20）
&arr：返回指向整个数组的指针（类型为 int(*)[5]）

三、二维数组

声明与初始化

声明格式：数据类型数组名[行数][列数];

int matrix[3][4]; // 3行4列的二维数组

初始化方式：

初始化类型	示例代码	说明
完全初始化（分行）	`int m[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}};`	每行显式赋值
连续初始化	`int m[2][3] = {1,2,3,4,5,6};`	按行优先顺序填充
部分初始化	`int m[3][4] = {{1}, {0,5}, [2]={9,8}};`	C99支持指定行初始化

2.内存布局

行优先存储：二维数组本质是一维数组的嵌套，内存按行连续分配。

int arr[2][3] = {{1,2,3}, {4,5,6}};  
// 内存地址验证  
printf("行间地址差：%td\n", (char*)&arr[1][0] - (char*)&arr[0][0]); // 输出：12（假设int为4字节）

多维数组的指针视角

二维数组名退化为指向第一行（子数组）的指针：

int arr[2][3];  
int (*p_row)[3] = arr; // p_row指向第一行（类型为int(*)[3]）

四、动态数组

1.动态内存分配

使用 malloc、calloc、realloc 和 free 实现动态数组：

// 动态创建数组  
int *dyn_arr = (int*)malloc(10 * sizeof(int));  
if (dyn_arr == NULL) {  
    perror("内存分配失败");  
    exit(EXIT_FAILURE);  
}  

// 扩容数组（从10元素扩展到20）  
int *temp = (int*)realloc(dyn_arr, 20 * sizeof(int));  
if (temp != NULL) {  
    dyn_arr = temp;  
} else {  
    free(dyn_arr); // 扩容失败需释放原内存  
}  

// 释放内存  
free(dyn_arr);

2.变长数组（VLA）

C99标准支持：数组长度在运行时确定（部分编译器可能不支持）。


void func(int n) {  
    int vla[n]; // 变长数组  
    // ...  
} // 生命周期结束后自动释放

五、数组的常见用法

1.遍历数组

一维数组遍历：

int arr[5] = {1,2,3,4,5};  
for (int i=0; i<sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++) {  
    printf("%d ", arr[i]);  
}

二维数组遍历：

int matrix[3][4] = {0};  
for (int i=0; i<3; i++) {  
    for (int j=0; j<4; j++) {  
        matrix[i][j] = i + j;  
    }  
}

2.数组作为函数参数

传递方式：数组名退化为指针，需额外传递长度信息。

// 一维数组作为参数  
void printArray(int arr[], int len) { // 等价于int *arr  
    for (int i=0; i<len; i++) {  
        printf("%d ", arr[i]);  
    }  
}  

// 二维数组作为参数（需指定列数）  
void printMatrix(int mat[][4], int rows) {  
    for (int i=0; i<rows; i++) {  
        for (int j=0; j<4; j++) {  
            printf("%d ", mat[i][j]);  
        }  
    }  
}

六、注意事项与常见错误

1.常见错误

越界访问：导致未定义行为（崩溃或数据损坏）


int arr[3] = {1,2,3};  
arr[3] = 4; // 错误！越界访问

未初始化的局部数组：元素值为随机数

int arr[5];  
printf("%d", arr[0]); // 输出不确定的值

2.数组与指针的陷阱

数组名不可修改：

int arr[5] = {0};  
arr++; // 错误！数组名不是左值

指针与数组长度计算：

int arr[5];  
int *p = arr;  
printf("数组长度错误计算：%zu\n", sizeof(p)/sizeof(int)); // 输出：1或2（指针大小）

七、代码示例：数组综合应用

#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  

// 动态创建并操作二维数组  
void dynamicMatrixDemo() {  
    int rows = 3, cols = 4;  
    // 动态分配内存  
    int **matrix = (int**)malloc(rows * sizeof(int*));  
    for (int i=0; i<rows; i++) {  
        matrix[i] = (int*)malloc(cols * sizeof(int));  
    }  

    // 赋值与打印  
    for (int i=0; i<rows; i++) {  
        for (int j=0; j<cols; j++) {  
            matrix[i][j] = i * cols + j;  
            printf("%2d ", matrix[i][j]);  
        }  
        printf("\n");  
    }  

    // 释放内存  
    for (int i=0; i<rows; i++) {  
        free(matrix[i]);  
    }  
    free(matrix);  
}  

int main() {  
    dynamicMatrixDemo();  
    return 0;  
}