C语言——数组、sizeof关键字

一、数组

1.数组的引入与定义： 

C语言中的数组是一种基本的数据结构，用于在计算机内存中连续存储相同类型的数据。数组中的每个元素可以通过索引来访问，索引通常是一个整数，用于指定元素在数组中的位置。在C语言中，数组索引是从0开始的。

 要使用数组，必须在程序中先定义数组，即通知计算机：由哪些数据组成数组，数组中有多少元素，属于哪个数据类型。否则计算机不会自动地把一批数据作为数组处理。例如，下面是对数组的定义：

type arrayName[arraySize];

• type 指定数组中元素的类型（如 int、float、char 等）。
• arrayName 是数组的名称。
• arraySize 是数组中元素的数量，它必须是一个常量表达式，并且指定了数组的大小。

2.数组的初始化：

（1）全部赋值

在定义数组时对全部数组元素赋予初值。例如:

int a[10] = {0,1,2,3,4.5,6,7.8,9};

将数组中各元素的初值顺序放在一对花括号内，数据间用逗号分隔。花括号内的数据就称为“初始化列表”。经过上面的定义和初始化之后，a[0]=0,a[1]=1,a[2]=2,a[3]=3,a[4]=4,a[5]=5,a[6]=6,a[7]=7,a[8]=8,a[9]=9。

（2）部分赋值

 可以只给数组中的一部分元素赋值。例如:

int a[10]={0,1,2,3,4};

定义a数组有10个元素，但花括号内只提供5个初值，这表示只给前面5个元赋初值，系统自动给后5个元素赋初值为0。

（3）初始化为0

如果想使一个数组中全部元素值为0，可以写成

int a[10]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};

或

int a[10] = {0};     //未赋值的部分元素自动设为0

(4）不定义数据长度

在C语言中，可以在声明数组的同时初始化它，例如：

int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};  
char letters[] = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'};

注意，如果在声明时初始化数组但未指定大小，编译器会自动根据初始化列表中元素的数量来确定数组的大小。

3.访问数组元素：

通过指定数组的索引（位置）来访问数组中的元素，例如：

int secondNumber = numbers[1]; // 访问 numbers 数组中的第二个元素（索引为1）  
char firstLetter = letters[0]; // 访问 letters 数组中的第一个元素（索引为0）

4.数组的遍历：

遍历数组即访问数组中的每个元素。这通常通过循环实现，例如使用 for 循环：

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

这段代码会打印出 numbers 数组中的所有元素。

5.简单示例：

#include<stdio.h>
 
int main()
{
	int data = 1;
	int array[]={0,0,0,0,0};
	int arraySize;
	
	for(int i = 0;i < 5;i++){
		array[i] = data + 10;
		data++;
		printf("array[%d]address=%p,array[%d]=%d\n",i,&array[i],i,array[i]);
	}
	
	arraySize = sizeof(array)/sizeof(array[0]);
	printf("数组array的长度为：%d",arraySize);
	
	return 0;
}

输出将是：

array[0]address=000000000061FE00,array[0]=11
array[1]address=000000000061FE04,array[1]=12
array[2]address=000000000061FE08,array[2]=13
array[3]address=000000000061FE0C,array[3]=14
array[4]address=000000000061FE10,array[4]=15
数组array的长度为：5

由此我们可以看出，数组中存放的数据的地址是连续的。

6.注意事项：

• 数组的大小在声明时确定，并且之后不能改变。
• 访问数组元素时，索引必须在有效范围内（即 0 到 arraySize - 1）。如果尝试访问超出这个范围的元素，将会导致未定义行为，通常是程序崩溃。
• 在C语言中，数组名通常代表数组首元素的地址。因此，在某些上下文中，数组名可以被用作指向其第一个元素的指针。

数组是C语言中非常基本且强大的数据结构，它们允许我们 以紧凑和高效的方式处理一系列相同类型的数据。 

二、sizeof关键字

sizeof 是 C 语言（以及 C++、C# 等多种编程语言）中的一个操作符，用于在编译时计算对象或类型所占的内存空间大小（以字节为单位）。它返回的是一个无符号整数（size_t 类型），表示了请求的对象或类型在内存中占用的字节数。

1.使用方式：

sizeof 可以用于计算变量、类型、数组、结构体（包括联合体）、指针等的大小。其使用方式主要有两种：

1. 计算变量或数组的大小：sizeof(variable_name) 或 sizeof array_name。注意，对于数组，不论是否指定了数组索引，sizeof 返回的都是整个数组的大小。

2. 计算类型的大小：sizeof(type)，其中 type 可以是基本数据类型（如 int、float、char 等），也可以是用户定义的类型（如结构体、联合体等）。

2.示例：

#include <stdio.h>  
  
int main() {  
    int a = 5;  
    char b = 'A';  
    double c = 3.14;  
  
    printf("Size of int: %zu bytes\n", sizeof(a));  
    printf("Size of char: %zu bytes\n", sizeof(b));  
    printf("Size of double: %zu bytes\n", sizeof(c));  
  
    // 数组示例  
    int arr[10];  
    printf("Size of arr: %zu bytes\n", sizeof(arr)); // 整个数组的大小  
    printf("Size of arr[0]: %zu bytes\n", sizeof(arr[0])); // 数组中单个元素的大小  
  
    // 结构体示例  
    struct MyStruct {  
        int x;  
        char y;  
        double z;  
    };  
  
    printf("Size of struct MyStruct: %zu bytes\n", sizeof(struct MyStruct));  
  
    return 0;  
}

输出将是：

Size of int: 4 bytes
Size of char: 1 bytes
Size of double: 8 bytes
Size of arr: 40 bytes
Size of arr[0]: 4 bytes
Size of struct MyStruct: 16 bytes

3.注意事项

• sizeof 是在编译时计算的，因此其结果是一个常量表达式。
• 对于指针，sizeof 返回的是指针本身的大小，而不是指针所指向的内存区域的大小。在不同的系统和编译器中，指针的大小可能不同（通常是 4 字节或 8 字节）。
• 结构体（和联合体）的大小可能会受到内存对齐（padding）的影响，导致实际占用的内存大小大于其成员大小的总和。
• 数组名在表达式中会被转换为指向数组首元素的指针，但只有在 sizeof 操作符中，数组名才表示整个数组的大小。