概覽

數組在C語言中有著特殊的地位，它有很多特性，例如它的存儲是連續的，數組的名稱就是數組的地址等。而在C語言中是沒有String類型的，那麼如果要表示一個字符串，就必須使用字符串數組。今天主要就介紹如下三個方面：

一維數組 多維數組 字符串

一維數組

一維數組操作比較簡單，但是需要注意，數組長度必須是固定的，長度不能使用變量進行初始化；如果聲明的同時進行賦值則數組長度可以省略，編譯器會自動計算數組長度；同時數組不能先聲明再一次性賦值（當然可以對每個元素一一賦值）。

#include <stdio.h>

int main(){
  int len = 2;
  //int a[len] = { 1, 2};//錯誤,不能使變量
  int a[2];//正確
  a[0] = 1;
  a[1] = 2;
  //a[2] = 3;//超過數組長度，但是編譯器並不會檢查，運行報錯
  int b['a'] = {1,2,3};//'a'=97，所以可以作為數組長度，但是後面的元素沒有初始化，其值默認為0
  for (int i = 0; i < 97; ++i){
    printf("b[%d]=%d\n",i,b[i]);
  }
  int c[2 * 3];//2*3是固定值可以作為數組長度
  int d[] = { 1, 2, 3 };//如果初始化的同時賦值則數組長度可以省略，當前個數為3
}

擴展--數組的存儲

數組在內存中存儲在一塊連續的空間中，如果知道數組類型（int、float等）和初始地址就可以知道其他元素的地址，同時由於數組名等於數組第一個元素的地址，所以當數組作為參數（作為參數時形參可以省略）其實是引用傳遞。

#include <stdio.h>

int main(){
  int const l = 3;
  int a[l] = { 1, 2,3 };
  for (int i = 0; i < l; ++i){
    //由於當前在32位編譯器下，int型長度為4個字節，可以判斷出三個地址兩兩相差都是4
    printf("a[%d]=%d,address=%x\n", i, a[i], &a[i]);
  }
  /*當前輸出結果：
  a[0] = 1, address = c9f95c
  a[1] = 2, address = c9f960
  a[2] = 3, address = c9f964*/
}

我們看一下上面定義的數組在內存中存儲結構

再來看一下數組（注意不是數組的元素，是數組）作為參數傳遞的情況

#include <stdio.h>

void changeValue(int a[]){
  a[0] = 10;
}

int main(){
  int a[2] = {1,2};
  changeValue(a);
  for (int i = 0; i < 2; ++i){
    printf("a[%d]=%d\n",i,a[i]);
  }
  /*打印結果
  a[0]=10
  a[1]=2
  */
}

多維數組

多維數組其實可以看成是一個特殊的一維數組，只是每個元素又是一個一維數組，下面簡單看一下多維數組的初始化和賦值

#include <stdio.h>

int main(){
  int a[2][3];//2行3列，二維數組可以看成是一個特殊的一維數組，只是它的每一個元素又是一個一維數組
  a[0][0] = 1;
  a[0][1] = 2;
  a[0][2] = 3;
  a[1][0] = 4;
  a[1][1] = 5;
  a[1][2] = 6;
  for (int i = 0; i < 2; ++i){
    for (int j = 0; j < 3; ++j){
      printf("a[%d][%d]=%d,address=%x\n", i, j, a[i][j], &a[i][j]);
    }
  }
  /*打印結果
  a[0][0]=1,address=f8fb24
  a[0][1]=2,address=f8fb28
  a[0][2]=3,address=f8fb2c
  a[1][0]=4,address=f8fb30
  a[1][1]=5,address=f8fb34
  a[1][2]=6,address=f8fb38
  */
  //初始化並直接賦值
  int b[2][3] = { { 1, 2, 3 }, { 4, 5, 6 } };
  //由於數組的賦值順序是先從第一行第一列，再第一行第二列...然後第二行第一列...，所以我們也可以寫成如下形式
  int c[2][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };
  //也可以只初始化部分數據，其余元素默認為0
  int d[2][3] = { 1, 2, 3, 4 };
  for (int i = 0; i < 2; ++i){
    for (int j = 0; j < 3; ++j){
      printf("d[%d][%d]=%d\n", i, j, d[i][j]);
    }
  }
  /*打印結果
  d[0][0]=1
  d[0][1]=2
  d[0][2]=3
  d[1][0]=4
  d[1][1]=0
  d[1][2]=0
  */
  //當然下面賦值也可以
  int e[2][3] = { {}, { 4, 5, 6 } };
  //可以省略行號,但是絕對不可以省略列號，因為按照上面說的賦值順序，它無法判斷有多少行
  int f[][3] = { {1,2,3},{4,5,6} };
}

擴展--多維數組的存儲

以上面a數組為例，它在內存中的結構如下圖

根據上圖和一維數組的存儲，對於二維數組可以得出如下結論:數組名就是整個二維數組的地址，也等於第一行數組名的地址，還等於第一個元素的地址；第二行數組名等於第二行第一個元素的地址。用表達式表示：

a=a[0]=&a[0][0] a[1]=&a[1][0]

關於多維數組，其實可以以此類推，在此不再贅述。

字符串

在C語言中是沒有字符串類型的，如果要表示字符串需要使用char類型的數組，因為字符串本身就是多個字符的組合。但是需要注意的是字符串是一個特殊的數組，在它的結束位置必須要加一個”\0”（ASCII中0是空操作符，表示什麼也不做）來表示字符串結束，否則編譯器是不知道什麼時候字符串已經結束的。當直接使用字符串賦值的時候程序會自動加上”\0”作為結束符。

//
// main.c
// ArrayAndString
//
// Created by KenshinCui on 14-7-06.
// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv[])
{

  char a[] = {'K','e','n','s','h','i','n','\0'};
  printf("%s",a); //結果：Kenshin，注意使用%s輸出字符串內容，如果換成整形輸出格式其實輸出的是a的地址
  printf("\n");
  printf("address=%x", a); //結果：address=5fbff890
  printf("\n");
  //後面的\0絕對不能省略,如果沒有\0則會出現如下情況
  char b[] = { 'I', 'a', 'm'};
  printf("%s",b); //沒有按照期望輸出，多了一些垃圾數據，在當前環境打印結果：IamKenshin
  printf("\n");
  printf("address=%x",b); //結果：address=5fbff88d
  printf("\n");
  //直接賦值為字符串，此時不需要手動添加\0，編譯器會自動添加
  char c[] = "Kenshin";
  printf("c=%s",c); //結果：c=Kenshin
  printf("\n");
  
  //二維數組存儲多個字符串
  char d[2][3]={"Kenshin","Kaoru","Rose","Jack","Tom","Jerry"};
  
  
  return 0;
}

從上面代碼注釋中可以看到打印b的時候不是直接打印出來“Iam”而是打印出了“IamKenshin”，原因就是編譯器無法判斷字符串是否結束，要解釋為什麼打印出“IamKenshin”我們需要了解a和b在內存中的存儲。

從圖中我們不難發現由於a占用8個字節，而定義完a後直接定義了b，此時分配的空間連續，b占用3個字節，這樣當輸出b的時候由於輸出完“Iam”之後並未遇到”\0”標記，程序繼續輸出直到遇到數組a中的“\0”才結束，因此輸出內容為“IamKenshin”。

擴展--字符串操作常用函數

下面簡單看一下和字符和字符串相關的常用的幾個函數

//
// main.c
// ArrayAndString
//
// Created by Kenshin Cui on 14-7-04.
// Copyright (c) 2014年 Kenshin Cui. All rights reserved.
//

#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv[])
{
  /*字符操作*/
  putchar('a'); //結果：a，putchar一次只能輸出一個字符
  printf("\n");
  putchar(97);//結果:a
  printf("\n");
  char a;
  a=getchar();//getchar()一次只能接收一個字符，可以接收空格、tab、回車
  printf("a=%c",a);
  printf("\n");

  /*字符串操作*/
  char b[]="Kenshin";
  printf("b=%s",b);
  printf("\n");
  puts(b); //puts用於輸出單個字符串，不能像printf格式化輸出，會自動添加換行
  printf("\n");
  
  char c[10];
  scanf("%s",c);//注意c沒必要寫成&c，因為c本身就代表了數組的地址
  printf("c=%s\n",c);//注意即使你輸入的內容大於10，也能正確輸出，但是下面的gets()函數卻不行
  printf("\n");
  
  //gets()函數，注意它是不安全的，因為接收的時候不知道它的大小容易造成溢出，建議不要使用
  char d[10];
  gets(d); //gets一次只能接收一個字符串，但是scanf可接收多個；scanf不能接收空格、tab，gets則可以
  printf("d=%s",d);
  printf("\n");
  
  char e[]={'K','s','\0'};
  printf("%lu",strlen(e)); //結果是：2，不是3，因為\0不計入長度
  printf("\n");
  char f[]={"Kenshin"};
  printf("%lu",strlen(f)); //結果是：7
  printf("\n");
  
  char g[5];
  strcpy(g,"hello,world!");
  printf("%s",g); //結果是：hello,即使定義的g長度為5，但是也能完全拷貝進去
  printf("\n");
  char h[5];
  char i[]={'a','b','c','\0','d','e','f','\0'};
  strcpy(h,i);
  printf("%s",h); //結果是：abc,遇到第一個\0則結束
  printf("\n");
  
  strcat(i,"ghi");
  printf("%s",i); //結果是：abcghi,注意不是abcdefghi,strcat，從i第一\0開始使用“ghi”覆蓋，覆蓋完之後加上一個\0,在內存中目前應該是：{'a','b','c','g','h','i','\0','f','\0'}
  printf("\n");
  
  char j[]="abc";
  char k[]="aBc";
  char l[]="acb";
  char m[]={'a','\0'};
  printf("%d,%d,%d",strcmp(j,k),strcmp(k,l),strcmp(l,m));//遇到第一個不相同的字符或\0則返回兩者前後之差，結果：32,-33,99
  printf("\n");

  return 0;
}

注意在Xcode中會提示gets是不安全的，因為Xcode使用的是gcc編譯器，在gcc編譯器中已經不能正確編譯gets()函數，推薦使用fgets()。