C 数组

C语言数组属于构造数据类型。一个数组可以分解为多个数组元素，这些数组元素可以是基本数据类型或是构造类型。因此按数组元素的类型不同，数组又可分为数值数组、字符数组、指针数组、结构数组等各种类别。

C语言数组属于构造数据类型。一个数组可以分解为多个数组元素，这些数组元素可以是基本数据类型或是构造类型。因此按数组元素的类型不同，数组又可分为数值数组、字符数组、指针数组、结构数组等各种类别。

数组的定义

在C语言中，定义数组需要遵循特定的语法，一般形式如下：

dataType arrayName[length];

其中， dataType 是每个元素的类型，比如 int、float、char 等； arrayName 是数组的名字，它是一个自定义的标识符，符合标识符的命名规则；

ATTENTION 方括号[ ]中的 length 是数组的长度，也即数组包含的元素的个数。

数组下标（Index）

arrayName[index]

arrayName 为数组名称，index 为下标

在C语言中，数组的下标从 0 开始

通过下标，可以对数组进行访问、赋值等操作

ATTENTION 访问数组元素时，下标的取值范围为 0 ≤ index < length，过大或过小都会越界，导致数组溢出，发生不可预测的情况。相关内容将在C语言数组的越界和溢出（计划补充）中重点讨论

数组的初始化

定义数组、给数组赋值 E.g.

int num[5] = {20, 345, 700, 22, -94};

数组元素的值由{ }包围，各个值之间以,分隔

初始化过程中需要注意的是

可以只给部分元素赋值。当{ }中值的个数少于元素个数时，只给前面部分的元素赋值。未被赋值的元素自动初始化为 0。
- 对于short、int、long，就是整数 0；
- 对于char，就是字符 ‘\0’；
- 对于float、double，就是小数 0.0。
只能给元素逐个赋值，不能给数组整体赋值。例如给 10 个元素全部赋值为 1，不能写作int a[10] = 1;
如果给全部元素赋值，那么在定义数组时可以不指明数组长度，编译器会根据元素的个数自动推断出数组长度。例如：int a[] = {1, 2, 3, 4, 5};等价于int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

数组内存是连续的

a[0]	a[1]	a[2]	a[3]

连续的内存为指针操作（通过指针来访问数组元素）和内存处理（整块内存的复制、写入等）提供了便利，这使得数组可以作为缓存（临时存储数据的一块内存）使用。

二维数组

一般形式：

dataType arrayName[length1][length2];

dataType 为每个元素的类型，arrayName 为数组名，length1 为第一维下标的长度，length2 为第二维下标的长度

省略

二维数组只能省略第一维的内容

字符数组和字符串

简介

在C语言中，用来存放字符的数组称为字符数组

EXAMPLE

char a[10]; //一维字符数组
char b[5][10]; //二维字符数组
char c[20]={'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a','m'}; // 给部分数组元素赋值
char d[]={'c', ' ', 'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm' }; //对全体元素赋值时可以省去长度

字符数组实际上是一系列字符的集合，也就是字符串（String）。 C语言中并没有专门的字符串类型（比如 string 类型），通常就用一个字符数组来存放一个字符串。

C语言规定，可以将字符串直接赋值给字符数组

EXAMPLE

char str[30] = {"c.biancheng.net"};
char str[30] = "c.biancheng.net"; //这种形式更加简洁，实际开发中常用

数组第 1 个元素为'c'，第 2 个元素为'.'，第 3 个元素为'b'，后面的元素以此类推。

为了方便，你也可以不指定数组长度，

EXAMPLE

char str[] = {"c.biancheng.net"};
char str[] = "c.biancheng.net"; //这种形式更加简洁，实际开发中常用

给字符数组赋值时，我们通常使用这种写法

ATTENTION 这里需要留意一个坑，字符数组只有在定义时才能将整个字符串一次性地赋值给它，一旦定义完了，就只能一个字符一个字符地赋值了
EXAMPLE
char str[7];
str = "abc123"; //错误
//正确
str[0] = 'a'; str[1] = 'b'; str[2] = 'c';
str[3] = '1'; str[4] = '2'; str[5] = '3';

字符串结束标志 ⚠

字符串是一系列连续的字符的组合，要想在内存中定位一个字符串，除了要知道它的开头，还要知道它的结尾。

ATTENTION

在C语言中，字符串总是以'\0'作为结尾，所以'\0'也被称为字符串结束标志，或者字符串结束符。

'\0'是 ASCII 码表中的第 1 个字符，英文称为 NUL，中文称为“空字符”。该字符既不能显示，也没有控制功能，输出该字符不会有任何效果，它在C语言中唯一的作用就是作为字符串结束标志。

C语言在处理字符串时，会从前往后逐个扫描字符，一旦遇到'\0'就认为到达了字符串的末尾，就结束处理。'\0'至关重要，没有'\0'就意味着永远也到达不了字符串的结尾。

由" "包围的字符串会自动在末尾添加'\0'。例如，"abc123"从表面看起来只包含了 6 个字符，其实不然，C语言会在最后隐式地添加一个'\0'，这个过程是在后台默默地进行的，所以我们感受不到。

下图演示了"C program"在内存中的存储情形：

需要注意的是，逐个字符地给数组赋值并不会自动添加'\0'，例如:

char str[] = {'a', 'b', 'c'};

数组 str 的长度为 3，而不是 4，因为最后没有'\0'。

当用字符数组存储字符串时，要特别注意'\0'，要为'\0'留个位置；这意味着，字符数组的长度至少要比字符串的长度大 1。

EXAMPLE
char str[7] = "abc123";
"abc123"看起来只包含了 6 个字符，我们却将 str 的长度定义为 7，就是为了能够容纳最后的'\0'。如果将 str 的长度定义为 6，它就无法容纳'\0'了。

BUG 当字符串长度大于数组长度时，有些较老或者不严格的编译器并不会报错，甚至连警告都没有，这就为以后的错误埋下了伏笔，要多多注意。

根据 ASCII 码表，字符'\0'的编码值就是 0。更加专业的做法是将数组的所有元素都初始化为“零”值，这样才能够从根本上避免问题。

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[30] = {0};  //将所有元素都初始化为 0，或者说 '\0'
    char c;
    int i;
    for(c=65,i=0; c<=90; c++,i++){
        str[i] = c;
    }
    printf("%s\n", str);
    return 0;
}

printf() 输出字符串时，会从第 1 个元素开始往后检索，直到遇见'\0'才停止，然后把'\0'前面的字符全部输出，这就是 printf() 输出字符串的原理。

字符串长度

定义：指字符串包含的字符数量，不包括最后的结束符'\0' e.g. "abc"的长度是 3，不是 4

在C语言中，我们使用string.h头文件中的 strlen() 函数来求字符串的长度，它的用法为：

length = strlen(strname);

strname 是字符串的名字，或者字符数组的名字；length 是一个变量，用来接收 strlen() 求得的字符串长度，它是一个整数。

字符串的输入和输出

字符串的输出

在C语言中，有两个函数可以在控制台（显示器）上输出字符串，它们分别是：

puts()：输出字符串并自动换行，该函数只能输出字符串。
printf()：通过格式控制符%s输出字符串，不能自动换行。除了字符串，printf() 还能输出其他类型的数据。

#include <stdio.h>
int main(){
    char str[] = "http://c.biancheng.net";
    printf("%s\n", str);  //通过字符串名字输出
    printf("%s\n", "http://c.biancheng.net");  //直接输出
    puts(str);  //通过字符串名字输出
    puts("http://c.biancheng.net");  //直接输出

    return 0;
}
/*运行结果
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net
http://c.biancheng.net 
*/

ATTENTION 输出字符串时只需要给出名字，不能带后边的[ ]，例如，下面的两种写法都是错误的：
printf("%s\n", str[]);  
puts(str[10]);

字符串的输入

在C语言中，有两个函数可以让用户从键盘上输入字符串，它们分别是：

scanf()：通过格式控制符%s输入字符串。除了字符串，scanf() 还能输入其他类型的数据。
gets()：直接输入字符串，并且只能输入字符串。

ATTENTION gets 函数的行为与 scanf 不同。它会读取缓冲区中的所有字符（包括空格），直到遇到换行符 \n 为止。它会消耗掉换行符，并在字符串末尾加上终止符 \0。

但是，scanf() 和 gets() 是有区别的：

scanf() 读取字符串时以空格为分隔，遇到空格就认为当前字符串结束了，所以无法读取含有空格的字符串。
gets() 认为空格也是字符串的一部分，只有遇到回车键时才认为字符串输入结束，所以，不管输入了多少个空格，只要不按下回车键，对 gets() 来说就是一个完整的字符串。换句话说，gets() 用来读取一整行字符串。

EXAMPLE
#include <stdio.h>
int main(){
    char str1[30] = {0};
    char str2[30] = {0};
    char str3[30] = {0};

    //gets() 用法
    printf("Input a string: ");
    gets(str1);

    //scanf() 用法
    printf("Input a string: ");
    scanf("%s", str2);
    scanf("%s", str3);
   
    printf("\nstr1: %s\n", str1);
    printf("str2: %s\n", str2);
    printf("str3: %s\n", str3);

    return 0;
}
ATTENTION scanf() 在读取数据时需要的是数据的地址，这一点是恒定不变的，所以对于 int、char、float 等类型的变量都要在前边添加&以获取它们的地址。但是在本段代码中，我们只给出了字符串的名字，却没有在前边添加&，这是为什么呢？因为字符串名字或者数组名字在使用的过程中一般都会转换为地址，所以再添加&就是多此一举，甚至会导致错误了。

REMEMBER 就目前学到的知识而言，int、char、float 等类型的变量用于 scanf() 时都要在前面添加&，而数组或者字符串用于 scanf() 时不用添加&，它们本身就会转换为地址。

C语言字符串处理函数

string.h是一个专门用来处理字符串的头文件，它包含了很多字符串处理函数

strlen函数––测字符串长度的函数

一般形式

strlen(字符串)

用途：测试字符串长度 e.g. “China” 字符串长度为5

字符串连接函数`strcat()`

strcat 是 string catenate 的缩写，意思是把两个字符串拼接在一起，语法格式为：

strcat(arrayName1, arrayName2);

arrayName1、arrayName2 为需要拼接的字符串。

strcat() 将把 arrayName2 连接到 arrayName1 后面，并删除原来 arrayName1 最后的结束标志'\0'。

这意味着，arrayName1 必须足够长，要能够同时容纳 arrayName1 和 arrayName2，否则会越界（超出范围）

strcat() 的返回值为 arrayName1 的地址。

字符串复制函数 `strcpy()`

strcpy 是 string copy 的缩写，意思是字符串复制，也即将字符串从一个地方复制到另外一个地方，语法格式为：

strcpy(arrayName1, arrayName2);

strcpy() 会把 arrayName2 中的字符串拷贝到 arrayName1 中，字符串结束标志'\0'也一同拷贝。

EXAMPLE
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int main(){
    char str1[50] = "C语言教程";
    char str2[50] = "https://c.biancheng.net/c/";
    strcpy(str1, str2);
    printf("str1: %s\n", str1);
    return 0;
}
//运行结果：str1: https://c.biancheng.net/c/
str2 复制到 str1 后，str1 中原来的内容就被覆盖了另外，strcpy() 要求 arrayName1 要有足够的长度，否则不能全部装入所拷贝的字符串

字符串比较函数 `strcmp()`

strcmp 是 string compare 的缩写，意思是字符串比较，语法格式为：

strcmp(arrayName1, arrayName2);

arrayName1 和 arrayName2 是需要比较的两个字符串。

字符本身没有大小之分，strcmp() 以各个字符对应的 ASCII 码值进行比较。strcmp() 从两个字符串的第 1 个字符开始比较，如果它们相等，就继续比较下一个字符，直到遇见不同的字符，或者到字符串的末尾。

返回值：

若 arrayName1 和 arrayName2 相同，则返回 0；
若 arrayName1 大于 arrayName2，则返回大于 0 的值；
若 arrayName1 小于 arrayName2，则返回小于 0 的值。

strlwr函数––转换为小写的函数

一般形式

strlwr(字符串)

作用：将字符串中大写字母换成小写字母

strupr函数––转换为大写的函数

一般形式

strupr (字符串)

作用：将字符串中小写字母换成大写字母

关于查找和排序

学完了数组，有两项内容大家可以深入研究了，分别是查找（Search）和排序（Sort），它们在实际开发中都经常使用，比如：

给你 10 个打乱顺序的整数，要能够按照从小到大或者从大到小的顺序输出；
给定一个字符串 str1，以及一个子串 str2，要能够判断 str2 是否在 str1 中。

查找和排序算法（计划补充）

冒泡排序算法
插入排序算法
选择排序算法
希尔排序算法
归并排序算法
快速排序算法
二分查找（折半查找）算法
插值查找算法
哈希查找算法

C 数组

数组的定义

数组下标（Index）

数组的初始化

数组内存是连续的

二维数组

省略

字符数组和字符串

简介

字符串结束标志 ⚠

字符串长度

字符串的输入和输出

字符串的输出

字符串的输入

C语言 字符串处理函数

strlen函数––测字符串长度的函数

字符串连接函数strcat()

字符串复制函数 strcpy()

字符串比较函数 strcmp()

strlwr函数––转换为小写的函数

strupr函数––转换为大写的函数

关于查找和排序

相关笔记

C语言字符串处理函数

字符串连接函数`strcat()`

字符串复制函数 `strcpy()`

字符串比较函数 `strcmp()`