C语言数组详解：基础向
<<当你需要处理一组相关的数据时，是选择定义100个独立变量，还是一个优雅的解决方案？
为什么数组如此重要？
在编程中，我们很少处理单个数据，想想如下场景：
统计全班50名学生的成绩管理游戏中100个敌人的坐标存储1年中的温度数据
如果没有数组，将会这样写
int store1, score2, score3, ..., score50;//设定50个变量，管理起来很麻烦
有了数组，写起来就会变得简单：
int score[50];//清晰，简介，高效
本文将带你掌握：
一维数组的定义和使用数组内存布局二维数组的定义和使用
数组详细讲解（附有图示讲解）C语言数组详解：基础向为什么数组如此重要？1、数组的概念2、一维数组的定义2.1 一维数组的创建2.2 一维数组的初始化2.3 一维数组的类型3、一维数组的使用3.1 访问数组元素3.2 一维数组元素的打印3.3 一维数组的输入4、一维数组的内存存储布局4.1 连续存储4.2 内存布局示意图4.3 数组连续存储的重要性5、使用sizeof计算数组大小5.1 语法形式5.1.1 计算总数组5.1.2 计算一个元素5.1.3 计算元素5.2 用sizeof来计算数组元素个数的好处5.3 使用注意事项6、二维数组6.1 二维数组的概念6.2 二维数组的创建6.3 二维数组的初始化1>不完全初始化2>完全初始化3>行初始化4>初始化时可省略行，但不能省略列7、二维数组的使用7.1 二维数组的下标7.2 二维数组的输入和输出7.3 二维数组在内存中的存储
1、数组的概念
上面了解到，数组是⼀组相同类型元素的集合，核心概念分为两点：
数组中存放的是1个或者多个数据，但是数组元素个数不能为0。数组中存放的多个数据，类型是相同的。
数组分为⼀维数组和多维数组，多维数组⼀般⽐较多见的是⼆维数组。
2、一维数组的定义
2.1 一维数组的创建
一维数组的创建语法如下
tapy arr_name[常量]
//int arr[50];
tapy指的是基本数据类型，如：int(整形)，char(字符型)，double(浮点型)等等arr_name是变量的名字，根据自己的定义，只要是有意义的就行"[ ]"中的常量，使用来指定数组大小的，根据自己所需的需求来指定大小
通过以上三个核心要素，我们可以创建所需数组
int score[50]; //存储50名学生的成绩
char name[6]; //存储6个字符
int age[50]; //存储50名学生的年龄
2.2 一维数组的初始化
在基本数据类型[[基本数据类型#先定义，后初始化]]里举例过，变量可以在定义的同时初始化:
//基本数据类型的定义和初始化
int a = 10;
//数组的定义和初始化
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};//本质上是基本相同的
数组的初始化有两种
//完全初始化
int arr1[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
//不完全初始化，未指定值默认为0
int arr2[5] = {1}; //{1, 0, 0, 0, 0}
//错误示范：初始值过
//int arr3[5] = {1, 2, 3, 4, 5, 6} //编译错误
2.3 一维数组的类型
数组去掉初始化，剩下的就是数组的类型。如：
//int类型
int arr1[5];
//char类型
char arr2[5];
3、一维数组的使用
3.1 访问数组元素
在C语言中，数组元素的下标从零开始。如果数组有n个元素，那么最后一个元素的下标就为n-1。数组的小标相当于数组指定元素的编号，案列如下：
int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
在C语言中，数组访问要加操作符"[ ]"，这个操作符叫：下标应用操作符(类似于取地址符号*，这个到指针就细讲，这里先挖个坑)。有了下标访问操作符，我们就能够方便访问数组元素。
例如，要访问元素下标为4的元素，使用arr[4]。访问元素下标为8的元素，使用arr[8],如下所示：
#include
int main()
{
int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
printf("arr[4] = %d\n",arr[4]);//5
printf("arr[8] = %d\n",arr[8]);//9
return 0;
}
打印结果如下:
arr[4] = 5
arr[8] = 9
3.2 一维数组元素的打印
要访问数组的内容，我们可以访问所以的元素下标，通过使用for循环产生0-9的下标，进行打印元素数组。
代码如下:
#include
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
printf("%d ", arr[i]);
}
return 0;
}
输出结果：
3.3 一维数组的输入
明白了数组的访问，当然我们也根据需求，自己给数组输入想要的数据，但需要注意以下2点：
scanf会报警告，要在顶格使用#define _ CRT_SECURE_NO_WARNINGS。如果是VS编译器，则可以使用scanf_s。访问第几个元素并打印出来时，由于下标是n-1个，需要加上1，回到常量值。
4、一维数组的内存存储布局
4.1 连续存储
int arr[10] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10};
在内存中是这样存储的：
![[Pasted image 20251002100806.png]]
可以看出，数组在内存中是连续存储的。如果我们要深入了解数组，我们最好能了
解一下内存是什么？
打印元素的地址，要用%p打印，并用取地址符号&获取其数组元素地址内存地址：每个内存单元都有一个唯一的地址，相当于房间的门牌号，可以通过门牌号快速查找指定元素数据类型大小：不同的数据都有不同的内存大小，所占的内存空间也不一样，例如：char：1字节，int：4字节(这些内容我在[[基本数据类型#整形类型]]讲过)
4.2 内存布局示意图
内存是由低到高存储的
4.3 数组连续存储的重要性
性能层面：
缓存友好：减少CPU等待时间预取有效：硬件自动化内存管理：分配释放简单算法基础：高效数据结构的前提指针算术：C语言核心能力
5、使用sizeof计算数组大小
5.1 语法形式
sizeof(数据类型\变量)
sizeof是一个关键字，可以计算类型或者变量的内存大小的，sizeof也可以计算数组的大小
5.1.1 计算总数组
形式在[[基本数据类型#二、sizeof计算字节长度]]中有讲过。
#include
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,0,0,0,0,0 };
printf("%zu\n", sizeof(arr));
return 0;
}
输出结果如下：
这⾥输出的结果是40，计算的是数组所占内存空间的总⼤大小，单位是字节
5.1.2 计算一个元素
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
printf("%zu\n", sizeof(arr[0]));
return 0;
}
计算结果为：4
5.1.3 计算元素
我们又知道数组中所有元素的类型都是相同的，那只要计算出⼀个元素所占字节的个数，数组的元
个数就能算出来。这⾥我们选择第⼀个元素算大小就可以
int main()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
printf("%zu\n", sizeof(arr / arr[0]));
return 0;
}
5.2 用sizeof来计算数组元素个数的好处
使用sizeof(arr) / sizeof(arr[0])计算数组元素有几个好处：
灵活性：数组中所有元素的类型都是相同的，适用于任何类型的数组准确性：能计算出数组的元素个数，不用手动计算可维护性：不管数组怎么变化，计算出的大小也随着变化
5.3 使用注意事项
sizeof是运行符，不是函数sizeof返回的类型是size_t，输出格式应用%zusizeof在编译时求值(除变长数组外)
正确理解和使用sizeof对于内存管理和程序优化非常重要。
6、二维数组
6.1 二维数组的概念
前面的数组被称为一维数组，数组的元素都是内置类型的把一维数组做为数组的元素就是⼆维数组⼆维数组作为数组元素的数组被称为三维数组⼆维数组以上的数组统称为多维数组
6.2 二维数组的创建
type arr_name[常量值1][常量值2];
例如:
int arr[3][5];
double data[2][8];
3表示数组有3行5表示每一行有5个元素int表示数组的每个元素是整型类型arr是数组名可以根据自己的需要指定名字
6.3 二维数组的初始化
1>不完全初始化
int arr1[3][5] = {1,2};
int arr2[3][5] = {0};
2>完全初始化
int arr3[3][5] = {1,2,3,4,5, 2,3,4,5,6, 3,4,5,6,7};
3>行初始化
int arr4[3][5] = {{1,2},{3,4},{5,6}};
4>初始化时可省略行，但不能省略列
int arr5[][5] = {1,2,3,4};
int arr6[][5] = {1,2,3,4,5,6,7,8};
int arr7[][5] = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};
7、二维数组的使用
7.1 二维数组的下标
C语言规定，⼆维数组的行是从0开始的(红色部分)，列也是从0开始的(蓝色部分)
我们可以清晰看到每个元素对应的门牌号，就可以准确打印数组中一个元素
#include
int main()
{
int arr[3][5] = {1,2,3,4,5,2,3,4,5,6,3,4,5,6,7};
printf("%d\n",arr[3][2]);
return0;
}
打印结果为：
6
7.2 二维数组的输入和输出
由于数组地址是连续存放的，二维数组也是如此。在输入时，过程和一维数组极其相似
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
int main()
{
//创建并初始化
int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
//输入二维数组
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
scanf("%d", &arr[i][j]);
}
}
//打印二维数组
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
printf("%d ", arr[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
打印结果：
7.3 二维数组在内存中的存储
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include
int main()
{
int arr[3][3] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9};
for (int i = 0; i < 3; i++)
{
for (int j = 0; j < 3; j++)
{
printf("第arr[%d][%d]的内存为:%p ", j, i, &arr[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
}
return 0;
}
输出内容如下：
从输出的结果来看，每个元素都是相邻的，地址之间相差4个字节，arr[0]和arr[1]之间也是差4个字节，所以⼆维数组中的每个元素都是连续存放的