C 语言数组

数组（array）用于在一段连续内存中保存多个同类型元素，通过下标访问各个元素。在 C 语言中，定义语法如下：

int numbers[10];   // 定义一个有 10 个 int 的数组

下标从 0 开始

访问元素与定义使用相同形式：在方括号中写下标。C 语言数组下标从 0 开始；长度为 10 的数组，合法下标为 0 到 9。numbers[10] 已超出有效范围，属于越界访问。

int numbers[10];
numbers[0] = 10;    // 第 1 个
numbers[1] = 20;    // 第 2 个
numbers[2] = 30;
numbers[3] = 40;
numbers[4] = 50;
numbers[5] = 60;
numbers[6] = 70;    // 第 7 个

/* 打印第 7 个数，它的下标是 6 */
printf("数组第 7 个数是 %d\n", numbers[6]);

元素类型必须一致

数组在内存中占用连续空间，所有元素必须是同一类型（例如全部为 int 或全部为 double，不可混合）。按下标访问时，可通过首地址、下标与元素大小计算目标地址，因此随机访问的效率较高。

声明与初始化

声明数组时，编译器会按给定长度分配内存。若未显式初始化，元素内容为不确定值，使用前应先赋值或初始化。常见写法如下：

int a[3] = {10, 20, 30};      // 依次填满
int b[] = {1, 2, 3, 4, 5};    // 省略数量，编译器按右边自动数
int c[5] = {1, 2};            // 部分初始化，其余自动补 0
int d[5] = {0};               // 将全部元素置为 0

/* 声明之后再整段赋 {} 不行，只能逐个元素赋值 */
a[0] = 99;

初始化之后修改某个元素，与读取方式相同，通过下标赋值即可：a[2] = 77;

用循环遍历数组

有了下标之后，通常使用 for 循环按序访问元素，既可正序遍历，也可倒序遍历：

#include <stdio.h>

int main(void) {
    int arr[5] = {2, 4, 8, 12, 16};

    printf("正序：");
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n倒序：");
    for (int i = 4; i >= 0; i--) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");

    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);   // 5
    printf("数组里有 %d 个元素\n", size);
    return 0;
}

求元素个数常用 sizeof(arr) / sizeof(arr[0])：用数组总字节数除以单个元素字节数。该写法仅在数组所在作用域内有效；数组作为函数参数传递后不再适用（详见指针章节）。

数组越界：语言不设边界检查

int a[3] = {1, 2, 3};
a[3] = 100;    // 越界，合法下标只到 2

上述代码通常可以通过编译，运行时也可能不会立刻报错，但会向数组边界外的内存写入数据，可能破坏其他变量，属于未定义行为。与 Java 等会在运行时检测越界的语言不同，C 语言需要程序员自行保证下标合法。编写循环时建议使用 i < 长度，避免写成 i <= 长度。

二维数组：行与列

二维数组按行、列组织数据，使用 [行][列] 两个下标访问：

int grid[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

for (int r = 0; r < 3; r++) {
    for (int c = 0; c < 4; c++) {
        printf("%2d ", grid[r][c]);
    }
    printf("\n");
}

在内存中，二维数组仍按行优先连续存储，两层方括号便于按行列理解。矩阵、棋盘、表格等场景常会使用二维数组。

下一章将介绍 C 语言中常用的字符数组，即字符串。