『C语言教程』6. 数组与字符串

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一、数组

数组，顾名思义。数 的 组，一坨数。

一个某数据类型的数组可以存储多个该种数据类型的数据，下标从0开始。

上图：普通 int 变量、一维 int 数组、二维 int 数组......

一些概念：

• 元素 ：对于数组 a ，a[1] 为数组的一个元素

• 下标 ：数学中 \(a_i\) 的 \(i\)，这里为数组元素 a[i] 的 i 。

1.1 数组的声明

数据类型 数组变量名[数组长度];

// 声明一个长度为3的数组a
int a[3];
// 声明一个长度为3的数组b，并赋初值 a[0] = 0, a[1] = 1, a[2] = 2
int b[3] = {0, 1, 2};

当然初始化的时候也可以不输全：

// 声明一个长度为3的数组，并赋初值 a[0] = 0, a[1] = 1
int a[3] = {0, 1};

未被赋值的元素就像未被赋值的变量，也许是垃圾值

当想要声明的长度与初始化数据长度相同时，可以省略掉，让编译器自行推断。

// 声明一个数组，并赋初值 a[0] = 0, a[1] = 1, a[2] = 2，自动推断数组长度为3
int a[] = {0, 1, 2};
// 相当于 int a[3] = {0, 1, 2};

1.2 数组的使用

数组的每一个元素相当于一个该类型的变量，数组的元素要使用 数组名[] 加下标来访问。

然后将其当成正常变量来用即可。

int a[3] = {0, 1, 2};

printf("%d", &a[1]); // 输出1

a[0] = a[1] + a[2]; // 执行完此句后 a[0] = 3, a[1] = 1, a[2] = 2

scanf("%d", &a[2]); // 读入一个整数存入a[2]

1.3 获取数组的长度

这里介绍一个函数 sizeof() ，可以获取参数所占内存大小（Byte字节数）：

• sizeof(int) 输出 int 型变量所占字节数。

在不同机器、不同编译器上，大小会有所不同。

• sizeof(变量名) 输出对应变量所占字节数。

  sizeof(数组名) 即可输出整个数组所占字节数。

一个某类型数组由多个该类型变量组成，那么我么可以得到数组的长度为：

sizeof(数组名) / sizeof(数组类型)

例：

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

int main() {
    int arr[] = {0, 1, 2};
    int arr1[3];
    printf("%d\n", sizeof(arr) / sizeof(int));
    printf("%d\n", sizeof(arr1) / sizeof(int));
    return 0;
}

输出：

3
3

1.4 数组与地址(Lv1)

Lv2 或许大概可能会在下面的下面的很下面出现，因为与指针数组与指针的指针等花里胡哨的玩意儿相关。

我们来看以下程序：

#include <stdio.h>

int main() {
    int arr[3] = {0, 1, 2};

    printf("&array[0]    = %p\n", &arr[0]);
    printf("&array[1]    = %p\n", &arr[1]);
    printf("array        = %p\n", arr);
    printf("array + 1    = %p\n", arr + 1);
    printf("*array       = %d\n", *arr);
    printf("*(array + 1) = %d\n", *(arr + 1));

    return 0;
}

%p 是打印地址用的，按16进制输出，不够8位左边补零。（详见 格式化输出 （你点啥，我还没写））

输出为：

&array[0]    = 0x7ffe9129e5bc
&array[1]    = 0x7ffe9129e5c0
array        = 0x7ffe9129e5bc
array + 1    = 0x7ffe9129e5c0
*array       = 0
*(array + 1) = 1

看起来很乱，梳理一下:

• 直接使用数组名，为一个 指向数组首元素的指针（存储了数组首元素地址的指针）.

  指针 + 1 会得到指向内存中紧接着的下一个变量的指针，对于数组来说，若 arr 指针指向 arr[0]，那么 arr + 1 则指向 arr[1]。

• 使用取址运算符 & 加数组元素，为 对应元素的地址。

这二者区别在于：前者为指针可以用 *arr, *(arr +1) 操作，而后者为地址不能用 *(&arr[0]), *(&arr[1]) 操作。

二、字符串 —— 字符数组

字符串，还是顾名思义。字符 的 串。

我们其实已经使用字符串很久了：printf("nb")，puts("PengGeNiuBi")，参数中用 "" 包起来的内容即为字符串型数据。

正如字符是字符，字符串是字符串 字符的字面值常量使用 '' 括起来，而字符串的字面值常量使用 "" 括起来。

在 C++ 中有专门的 string 类型，而 C 中字符串为字符数组。

这是一个长度为6的字符数组：

char str[6];

我们可以使用 scanf 来读入一个字符串存入其中，字符串的格式符为 %s （ s 代表 string ），传入的地址为开始存储字符串的地址（用来存储字符串首字符的地址）：

scanf("%s", &str[0]);

由 1.4，对于从下标0开始存储字符串的需求，下面的写法也可：

scanf("%s", str);

输入 Hello 。

使用 printf 输出字符串：

printf("%s\n", str);

当然还有一个专门用来输出字符串的函数（末尾会自带换行）：puts()

puts(str);

2.1 字符串是怎么存到字符数组中的？

上例中的 Hello 存储到 str[6] 中，如果我们遍历数组，打印出每一个元素：

int i;
for (i = 0; i < 6; i++) {
    printf("str[%d]: %c (%d)\n", i, str[i], str[i]);
}

输出为：

str[0]: H (72)
str[1]: e (101)
str[2]: l (108)
str[3]: l (108)
str[4]: o (111)
str[5]:   (0)

str[5] 看起来是空的（确实），不过也存了一个ASCII码值为0的字符（空字符），也就是 '\0' 。（如下图）

这被用来标记字符串的结束，scanf 读入后会自动向输入的字符后添加一个 '\0' ，printf 输出时遇到 '\0' 也会停止。

正是因为这个 '\0' 的存在，printf 才可以在输出字符串时使用字符数组中的元素下标到哪停止。

如果我们手动将 str[2] 的值改为 \0 ，再用 printf 输出，则会输出 He 。

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