C語言數組如何定義與使用

C語言數組如何定義與使用

在C語言中，數組是一種非常重要的數據結構，它允許我們存儲多個相同類型的元素。數組的使用可以大大簡化代碼，提高程序的效率。本文將詳細介紹C語言中數組的定義與使用方法。

1. 數組的定義

數組的定義包括兩個部分：數組的類型和數組的大小。數組的類型決定了數組中元素的類型，而數組的大小決定了數組可以存儲多少個元素。

1.1 一維數組的定義

一維數組是最簡單的數組形式，它的定義語法如下：

數據類型 數組名[數組大小];

例如，定義一個可以存儲10個整數的數組：

int numbers[10];

在這個例子中，int 是數組的類型，numbers 是數組的名字，10 是數組的大小。這意味著 numbers 數組可以存儲10個整數。

1.2 多維數組的定義

多維數組是數組的數組，最常見的是二維數組。二維數組的定義語法如下：

數據類型 數組名[行數][列數];

例如，定義一個3行4列的二維數組：

int matrix[3][4];

在這個例子中，matrix 是一個3行4列的二維數組，可以存儲12個整數。

2. 數組的初始化

數組在定義時可以同時進行初始化，即給數組中的元素賦初值。

2.1 一維數組的初始化

一維數組的初始化可以通過以下方式進行：

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

在這個例子中，numbers 數組被初始化為 {1, 2, 3, 4, 5}。

如果初始化時提供的元素個數少于數組大小，剩余的元素將被自動初始化為0：

int numbers[5] = {1, 2};

在這個例子中，numbers 數組的前兩個元素被初始化為 1 和 2，后三個元素被初始化為 0。

2.2 多維數組的初始化

多維數組的初始化可以通過以下方式進行：

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

在這個例子中，matrix 數組被初始化為一個2行3列的二維數組。

3. 數組的訪問

數組中的元素可以通過下標來訪問。數組的下標從0開始，到數組大小減1結束。

3.1 一維數組的訪問

一維數組的元素可以通過以下方式訪問：

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int firstElement = numbers[0];  // 訪問第一個元素
int thirdElement = numbers[2];  // 訪問第三個元素

3.2 多維數組的訪問

多維數組的元素可以通過以下方式訪問：

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};
int element = matrix[1][2];  // 訪問第二行第三列的元素

4. 數組的遍歷

數組的遍歷是指依次訪問數組中的每一個元素。通常使用循環結構來實現數組的遍歷。

4.1 一維數組的遍歷

一維數組的遍歷可以通過以下方式實現：

int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", numbers[i]);
}

4.2 多維數組的遍歷

多維數組的遍歷可以通過嵌套循環來實現。例如，遍歷一個二維數組：

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};
for (int i = 0; i < 2; i++) {
    for (int j = 0; j < 3; j++) {
        printf("%d ", matrix[i][j]);
    }
    printf("\n");
}

5. 數組的常見操作

5.1 數組的復制

數組的復制可以通過循環逐個元素復制來實現：

int source[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int destination[5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    destination[i] = source[i];
}

5.2 數組的排序

數組的排序可以使用標準庫中的 qsort 函數來實現：

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

int compare(const void *a, const void *b) {
    return (*(int*)a - *(int*)b);
}

int main() {
    int numbers[5] = {5, 3, 1, 4, 2};
    qsort(numbers, 5, sizeof(int), compare);
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    return 0;
}

6. 數組的注意事項

• 數組的下標從0開始，訪問時要注意不要越界。
• 數組的大小在定義時必須是一個常量表達式。
• 數組名本身是一個指針常量，指向數組的第一個元素。

7. 總結

數組是C語言中非常重要的數據結構，掌握數組的定義、初始化、訪問和遍歷是編寫高效C程序的基礎。通過本文的介紹，希望讀者能夠對C語言中的數組有更深入的理解，并能夠在實際編程中靈活運用。