数组

C语言

数组

  • 数组是相同数据类型变量的有序集合
    • 数组作为整体需要一个合法的命名（数组名）
    • 数组中的变量没有独立命名，只有在数组中的编号
    • 数组中变量的个数是固定不变的（数组大小固定）

数组的内存布局

  • 数组在计算机底层是一片连续的内存，用于存储数组元素
  • 数组的大小字节数可以用 sizeof 获取（单位：字节）

计算数组的大小

  • type Name[] = {V0, V1, V2, …, Vn,} // 共 n 个元素
  • sizeof(Name) / sizeof(Name[0]); // 计算结果为 n

注意

  • 数组名只能当作左值使用（可以看作是常量）
  • 只能使用整形常量对数组大小进行定义
    • 某些编译器可能支持，是因为编译器本身作了优化，c语言本身是不支持的
  • 只能使用整形值作为下标访问数组元素
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int size = 8;
int arr[size]; // Error

数组的类型

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// 这是两个不同类型的数组
int a[10] = {0}; // 类型为：int[10]
int b[5] = {1}; // 类型为：int[5]
int i = 0;

for(i = 0; i < 5; i++){
    a[i] = b[i];
}

上述操作中，按理说是不符合类型的赋值规则的，因为不同类型之间进行输入传递是有可能出现问题的；

在上述赋值操作中，仅仅改变了 a 数组中的前五个变量，这与赋值操作的定义相违背（赋值操作指的是改变所保存的内容，这个改变是完全的改变）；

因此从严格意义上来说是有问题的，但并没有影响程序的运行；

二维数组

  • 二维数组能且仅能让编译器自动确定第一维的大小
  • 第二维大小必须显示给定，即：数组元素的类型必须正确合法
  • 第一维大小自动确定的方法：（初始值个数 除以 第二维大小）向上取整
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int a[][3] = {1, 2, 3, 4, 5};
// 第一维确定方法：4 / 3 = 2
int s1 = sizeof(a) / sizeof(a[0]) // 24 / 12 = 2

当你声明一个二维数组时，如 int arr[M][N];，这里：

  • M 是外层数组的大小，即这个二维数组包含多少个一维数组。
  • N 是内层数组（即每个一维数组）的大小，也就是每个一维数组中有多少个元素。

为什么需要指定第二维的大小？

  1. 内存分配：编译器需要知道如何为二维数组分配足够的连续内存空间。通过指定 N，编译器可以计算出整个二维数组需要多少字节的内存（M * N * sizeof(int) 对于 int 类型的二维数组）。如果 N 没有被指定，编译器就无法确定每个内部数组的确切大小，进而无法计算整个二维数组所需的总内存量。
  2. 索引计算：在 C 语言中，二维数组的索引是通过 arr[i][j] 这样的形式来访问的。当你知道 N 的值时，编译器可以很容易地计算出 j 索引对应的元素在内存中的偏移量（即 j 乘以每个内部数组的大小，即 N * sizeof(int)）。如果 N 没有被指定，这种索引计算就无法进行。
  3. 类型检查：在编译时，指定 N 还允许编译器对数组索引进行类型检查，确保索引不会超出数组的边界。