C语言总结之数组

• C语言总结之数组
• 前言
• 一、数组是什么？
• 二、多维数组
• 三、数组名
• 总结

平时很多地方都有用到数组，也零零碎碎的看过很多关于数组相关的知识，正好这两天有时间，就系统的回顾总结一下有关数组的相关知识，供大家参考学习，也是作为后续查询回顾的一个备份记录。

• 定义： 按顺序存储的一系列数据类型相同的值组成
• 声明： 使用数组时，通过声明数组告诉编译器数组中内含多少元素和这些元素的类型。编译器根据
  这些信息正确的创建数组，并为其在内存中开辟一段连续的存储空间进行存储。

                                  数据类型  数组名[常量表达式]
                                        int array[10]
                        数据类型：int；  表示数组中的元素的类型是int
                          数组名：array；
                      常量表达式：10；   表示数组array的元素有10个，从0开始到9结束，总共10个数。

• 初始化： 用以逗号分隔的值列表（用花括号括起来）初始化数组，各值之间用逗号分隔。在逗号和值之间可以使用空格。要访问数组中的元素，通过使用数组下标（也称为索引）表示数组中的各元素，数组元素的标号从0开始。

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

通常使用符号常量表示数组的大小，这样比较方便，例如code two的第2行所示，这样如果需要改变数组的大小，只需要修改define的代码即可，不用在程序中查询所有使用过数组大小的地方；

1> #include 
2> #define DAYS 7
3> int main(void){
4>     int array[DAYS] = {2, 3, [3] = 7, 70, [1] = 5 };
5>     int star[] = {1, 2, 3};
6>     int num = 0;
7>     for(num = 0; num < DAYS; num ++){
8> 	       printf("%2d    %dn", num +1, array[num]);
9>     }
10>    return 0;
11>}

① 当初始化列表中的值少于数组元素个数时，编译器会把剩余的元素都初始化为0，如code two中数组array的第3，6，7个元素的初始化值；
② 可以省略方括号中的数字，让编译器自动匹配数组大小和初始化列表中的项数,如code two 的star数组，其内部含有三个整型元素；
③ 可以使用指定初始化器(C99)，初始化指定的数组元素，如code two 的array[3]的初始化(即数组的第四个元素)，如果再次初始化指定的元素，那么最后的初始化将会取代之前的初始化，比如array的第二各元素，刚开始被初始化为3，后又被初始化为5；

• 给数组元素赋值： 声明数组后，可以借助数组下标给数组元素赋值，C语言不允许数组作为一个单元赋给另外一个数组，除了初始化外也不允许使用花括号列表的形式赋值；
• 数组边界： 在使用数组时，要防止数组下标超出边界，编译器不会检查数组的使用是否越界。使用越界下标的结果是未定义的。如code three 所示：

1> #include 
2> #define SIZE 3
3> int main(void){
4>		int varA = 88, varB = 99;
5> 		int array[SIZE];
6> 		int num;
7>		printf("the   varA    value is %8d, address is %pn", varA, &varA);
8>		printf("the   varB    value is %8d, address is %pn", varB, &varB);
9>  	for(num = -1; num < 7; num++){
10>			array[num] = 2*num;
11>   		printf("the array[%2d] value is %8d, address is %pn", num, array[num], &array[num]);
12> 	}
13>		printf("the   varA    value is %8d, address is %pn", varA, &varA);
14>		printf("the   varB    value is %8d, address is %pn", varB, &varB);
15>		return 0;
16}

根据编译结果看，编译器把变量varA和array[6]放在了一起，对应的内存地址相同，当对array[6]赋值以后，同样也改变了varA的值，也就是由88改变成了12（由图中红色方框所示）；同样的varB和array[5]也一样。所以，使用越界的数组下标会导致程序改变其他变量的值。不同的编译器运行该程序的结果可能不同，有些会导致程序异常终止。
C 语言之所以不检查边界，其目的是为了程序可以运行更快，编译器没有必要捕获所有的下标错误。因为在程序运行之前，数组的下标可能尚未确定，如果为了安全，编译器必须在运行时添加额外的代码检查数组的每个下标值，这会降低程序的运行速度,并且下标引用可以作用于任意指针，而不仅仅是数组名。

• 数组、指针初体验
  先了解几个知识点，后面会专门介绍指针和数组之间的恩怨情仇
  ① 在几乎所有使用数组名的表达式中，数组名的值是一个指针常量，也就是数组第一个元素的地址。这里并不能得出数组和指针一样的结论：数据具有一些和指针完全不同的特征，例如：数组具有确定数量的元素，而指针只是一个标量值。
  ② 只有当数组名在表达式中使用时，编译器才会为它产生一个指针常量，且不能被修改；在两种场合下，数组名不能用指针常量来表示：1、数组名作为sizeof操作符的操作数 。 返回整个数组的长度，而不是指向数组的指针的长度 2、作为单目操作符&的操作数。 取一个数组名地址所产生的是一个指向数组的指针，并不是指向某个指针常量值的指针。
  ③ 除了优先级之外，下标引用和间接访问完全相同例如：array[subscript]等价于*（array+(subscript)）

• 对声明的理解： int array[3][4];
  先看离数组名最近的下标，也就是array[3],表示array是一个内含3个元素的数组；至于每个元素的具体情况，需要查看声明的剩余部分，即int [4],表示一个内含4个int型元素的数组；合起来理解就是：array是一个内含3个数组元素的数组，每个数组元素内含4个int类型的元素；

• 内存存储顺序： 在计算机内部，array[3][4]这样的数组是按照顺序储存的，也就是从第一个内含4个int型元素的数组开始，然后是第2个内含4个int型元素的数组，以此类推，也就是常说的按照最右边的下标率先变化的原则，即行主序。

• 应用： 关于多维数组（基本上二维数组居多）的使用，与指针，指针的指针是分不开的，后面说完指针的基础知识后，会对指针数组和数组指针有一个详细的论述总结。

当一个数组名作为函数参数传递给一个函数时，应该怎样去理解呢？
数组名的值就是一个指向数组第一个元素的指针，所以当数组名作为函数参数时传递给函数的是一份该指针的拷贝，函数里面的下标引用实际上就是对这个指针执行间接访问操作，并且通过这种间接访问，函数是可以访问和修改调用程序的数组元素(code five_19>)。

1>  #include 
2>  #define SIZE 3
3>  int arrCopy(int x[], int y[], int num);
4>  int main(void){
5>  	int arrA[SIZE] = {2, 3, 4};
6>  	int arrB[SIZE] = {7, 8, 9};
7>  	int n;
8>  	printf("the  arrA        address is %pn", arrA);
9>  	arrCopy(arrA, arrB, SIZE);
10> 	for(n=0; n 		printf("the arrA[%d] = %d, address is %pn", n, arrA[n], &arrA[n]);
12>		}
13>		printf("the  arrA        address is %pn", arrA);
14>		return 0;
15>}
16>  int arrCopy(int x[], int y[], int num){
17>		int i;
18>		for(i = 0; i			x[i] = y[i];
20>		}
21>		x++;
22>		return 0;
23>}

数组名参数似乎是传址调用（通过传递一个指向所需元素的指针，然后再函数中对该指针执行间接访问操作实现对数据的访问）；但是我们可以试着以传值调用的角度理解数组名作为函数参数应用：其传递给函数的是参数的一份拷贝（指向数组起始位置的指针的拷贝），函数可以自由的操作它的指针形参（如果执行了间接访问操作，那么就可以修改那个变量(参见code five_19及对应编译结果)），不必担心会修改对应的作为实参的指针(上述红色框对应内容，arrA的地址没有被修改)。

说起数组，很难把它和指针单独出来分别讨论，数组的相关应用还有很多，这里就简单的论述总结一下，后续会有一些非常有意思的名词供我们学习总结应用。eg:数组指针，指针数组，函数指针，指针函数等等。