C语言数组详解

1. 什么是数组？

想象一下你有一个能放多个相同类型物品的盒子，这个盒子就是数组。比如：

• 一个能放10个整数的盒子 → 整型数组
• 一个能放20个字符的盒子 → 字符数组

官方定义：数组是相同类型数据元素的有序集合。

2. 数组的声明和初始化

基本语法

数据类型 数组名[数组大小];

示例

// 声明一个能存放5个整数的数组
int numbers[5];// 声明时直接初始化
int scores[5] = {85, 90, 78, 92, 88};// 可以不指定大小，编译器会自动计算
int ages[] = {18, 20, 22, 19, 21};  // 自动创建大小为5的数组// 部分初始化，未初始化的元素自动为0
int data[10] = {1, 2, 3};  // 前3个是1,2,3，后面7个都是0

3. 访问数组元素

重要概念：下标（索引）

• 数组下标从 0 开始，不是1！
• 如果有5个元素，下标是：0, 1, 2, 3, 4

int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};// 访问单个元素
printf("第一个元素: %d\n", numbers[0]);  // 输出10
printf("第三个元素: %d\n", numbers[2]);  // 输出30// 修改元素
numbers[1] = 25;  // 第二个元素变成25// 错误示例：数组越界
printf("%d", numbers[5]);  // 错误！只有0-4是有效的

4. 数组在内存中的存储

数组元素在内存中是连续存储的：

假设 numbers[3] = {10, 20, 30}
内存地址:   1000    1004    1008
值:       10      20      30[0]     [1]     [2]

5. 一维数组的完整示例

#include <stdio.h>int main() {// 声明并初始化数组float temperatures[7] = {25.5, 26.0, 24.8, 27.2, 26.5, 25.0, 24.3};// 计算平均温度float sum = 0;for(int i = 0; i < 7; i++) {sum += temperatures[i];printf("第%d天温度: %.1f°C\n", i+1, temperatures[i]);}float average = sum / 7;printf("\n周平均温度: %.1f°C\n", average);return 0;
}

6. 多维数组

二维数组（最常用）

想象成一个表格或棋盘：

// 声明一个3行4列的二维数组
int matrix[3][4];// 初始化二维数组
int chessboard[3][3] = {{1, 2, 3},{4, 5, 6},{7, 8, 9}
};

访问二维数组元素

// 访问第2行第3列的元素
int value = chessboard[1][2];  // 值是6// 修改元素
chessboard[0][1] = 10;  // 第一行第二列变成10

二维数组示例：学生成绩表

#include <stdio.h>int main() {// 3个学生，每个学生4门课的成绩int grades[3][4] = {{85, 90, 78, 92},{88, 76, 95, 89},{92, 84, 79, 96}};// 计算每个学生的平均分for(int student = 0; student < 3; student++) {int sum = 0;for(int subject = 0; subject < 4; subject++) {sum += grades[student][subject];}float average = sum / 4.0;printf("学生%d的平均分: %.2f\n", student+1, average);}return 0;
}

7. 字符数组（字符串）

在C语言中，字符串就是用字符数组存储的：

// 两种方式声明字符串
char name1[6] = {'J', 'o', 'h', 'n', '\0'};  // 手动添加结束符
char name2[6] = "John";  // 自动添加结束符，更常用// 更简单的方式（编译器自动计算大小）
char greeting[] = "Hello, World!";

字符串操作示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>int main() {char firstName[20] = "张";char lastName[20] = "三";char fullName[40];// 字符串拼接strcpy(fullName, firstName);  // 复制firstName到fullNamestrcat(fullName, lastName);   // 把lastName连接到fullName后面printf("全名: %s\n", fullName);printf("姓名长度: %lu\n", strlen(fullName));return 0;
}

8. 数组作为函数参数

数组可以作为参数传递给函数：

#include <stdio.h>// 函数声明：参数中的[]表示数组
void printArray(int arr[], int size) {for(int i = 0; i < size; i++) {printf("%d ", arr[i]);}printf("\n");
}// 修改数组元素的函数
void doubleArray(int arr[], int size) {for(int i = 0; i < size; i++) {arr[i] *= 2;  // 会修改原数组}
}int main() {int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};int size = 5;printf("原数组: ");printArray(numbers, size);doubleArray(numbers, size);printf("加倍后: ");printArray(numbers, size);return 0;
}

9. 常见数组操作

查找最大值

int findMax(int arr[], int size) {int max = arr[0];for(int i = 1; i < size; i++) {if(arr[i] > max) {max = arr[i];}}return max;
}

数组反转

void reverseArray(int arr[], int size) {for(int i = 0; i < size/2; i++) {// 交换对称位置的元素int temp = arr[i];arr[i] = arr[size-1-i];arr[size-1-i] = temp;}
}

10. 重要注意事项

1. 数组越界

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
printf("%d", arr[5]);  // 错误！越界访问

后果：可能程序崩溃，或读取到垃圾数据

2. 数组大小必须是常量

int size = 10;
int arr[size];  // C99之前是错误，C99支持变长数组

3. 数组名是首元素地址

int arr[3] = {1, 2, 3};
printf("%p", arr);     // 输出数组首地址
printf("%p", &arr[0]); // 同上

11. 综合实战示例

#include <stdio.h>#define STUDENTS 5
#define SUBJECTS 3// 计算每个学生的平均分
void calculateAverages(int scores[][SUBJECTS], float averages[]) {for(int i = 0; i < STUDENTS; i++) {int sum = 0;for(int j = 0; j < SUBJECTS; j++) {sum += scores[i][j];}averages[i] = (float)sum / SUBJECTS;}
}// 找到最高分的学生
int findTopStudent(float averages[]) {int topIndex = 0;for(int i = 1; i < STUDENTS; i++) {if(averages[i] > averages[topIndex]) {topIndex = i;}}return topIndex;
}int main() {// 5个学生的3门课成绩int scores[STUDENTS][SUBJECTS] = {{85, 90, 78},{92, 88, 95},{76, 82, 80},{88, 90, 92},{95, 87, 91}};float averages[STUDENTS];// 计算平均分calculateAverages(scores, averages);// 输出结果printf("学生成绩统计:\n");for(int i = 0; i < STUDENTS; i++) {printf("学生%d: 数学=%d, 语文=%d, 英语=%d, 平均分=%.2f\n", i+1, scores[i][0], scores[i][1], scores[i][2], averages[i]);}// 找到最高分学生int top = findTopStudent(averages);printf("\n最高分学生: 学生%d, 平均分: %.2f\n", top+1, averages[top]);return 0;
}

小结

数组是C语言中最重要的数据结构之一，要点记住：

1. 声明：数据类型 数组名[大小]
2. 下标从0开始：第一个元素是arr[0]
3. 连续存储：元素在内存中挨着存放
4. 多维数组：像表格一样组织数据
5. 字符数组：用来存储字符串
6. 函数参数：传递数组时实际传递的是地址
7. 注意越界：不要访问超出数组范围的元素