C语言基础：C 中数组详解（多维数组、传递数组给函数 、从函数返回数组 、指向数组的指针 ）

01：C语言基础：数组（声明数组、初始化数组、访问数组元素）
02：C语言基础：C 中数组详解（多维数组、传递数组给函数 、从函数返回数组 、指向数组的指针 ）

1. C 中数组详解

在 C 中，数组是非常重要的，我们需要了解更多有关数组的细节。下面列出了 C 程序员必须清楚的一些与数组相关的重要概念：

概念	描述
多维数组	C 支持多维数组。多维数组最简单的形式是二维数组。
传递数组给函数	您可以通过指定不带索引的数组名称来给函数传递一个指向数组的指针。
从函数返回数组	C 允许从函数返回数组。
指向数组的指针	您可以通过指定不带索引的数组名称来生成一个指向数组中第一个元素的指针。

1.1 多维数组

C 语言支持多维数组。多维数组声明的一般形式如下：

1. type name[size1][size2]...[sizeN];

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例如，下面的声明创建了一个三维 3 . 4 . 5 整型数组：

1. int threedim[3][4][5];

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如上所述，您可以创建任意维度的数组，但是一般情况下，我们创建的数组是一维数组和二维数组。

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1.1.1 二维数组

多维数组最简单的形式是二维数组。一个二维数组，在本质上，是一个一维数组的列表。声明一个 x 行 y 列的二维整型数组（类似于表格），形式如下：

1. type arrayName [ x ][ y ];

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其中，type 可以是任意有效的 C 数据类型，arrayName 是一个有效的 C 标识符。一个二维数组可以被认为是一个带有 x 行和 y 列的表格。下面是一个二维数组，包含 3 行和 4 列：

1. int x[3][4];

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因此，数组中的每个元素是使用形式为 a[ i ] [ j ] 的元素名称来标识的，其中 a 是数组名称，i 和 j 是唯一标识 a 中每个元素的下标。

初始化二维数组:

多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化。下面是一个带有 3 行 4 列的数组。

1. int a[3][4] = {
2. {0, 1, 2, 3} , /* 初始化索引号为 0 的行 */
3. {4, 5, 6, 7} , /* 初始化索引号为 1 的行 */
4. {8, 9, 10, 11} /* 初始化索引号为 2 的行 */
5. };

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内部嵌套的括号是可选的，下面的初始化与上面是等同的：

1. // 注意：java语言的二维数组不可以这样初始化，需要采用上面的方式初始化
2. int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

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访问二维数组元素:

1. // 访问数组中第 3 行第 4 个元素。
2. int val = a[2][3];

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1.1.2 访问二维数组示例

代码：

1. #include <stdio.h>
3. int main () {
4. /* 一个带有 5 行 2 列的数组 */
5. int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}};
6. int i, j;
8. /* 输出数组中每个元素的值 */
9. for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
10. for ( j = 0; j < 2; j++ ) {
11. printf("a[%d][%d] = %d\n", i,j, a[i][j] );
12. }
13. }
14. return 0;
15. }

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运行结果：

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1.2 传递数组给函数

如果您想要在函数中传递一个一维数组作为参数，您必须以下面三种方式来声明函数形式参数，这三种声明方式的结果是一样的，因为每种方式都会告诉编译器将要接收一个整型指针。同样地，您也可以传递一个多维数组作为形式参数。

方式 1: 形式参数是一个指针

1. void myFunction(int *param)
2. {...}

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方式 2: 形式参数是一个已定义大小的数组

1. void myFunction(int param[10])
2. {...}

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方式 3: 形式参数是一个未定义大小的数组

1. void myFunction(int param[])
2. {...}

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实例:

1. #include <stdio.h>
3. /* 函数声明 */
4. double getAverage(int arr[], int size);
6. int main () {
7. /* 带有 5 个元素的整型数组 */
8. int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
9. double avg;
11. /* 传递一个指向数组的指针作为参数 */
12. avg = getAverage( balance, 5 ) ;
14. /* 输出返回值 */
15. printf( "平均值是： %f ", avg );
17. return 0;
18. }
20. // 把数组作为参数，同时还传递了另一个数组大学size，
21. // 根据所传的参数，会返回数组中各元素的平均值：
22. double getAverage(int arr[], int size) {
23. int i;
24. double avg;
25. double sum=0;
27. for (i = 0; i < size; ++i) {
28. sum += arr[i];
29. }
31. avg = sum / size;
33. return avg;
34. }

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运行结果：

您可以看到，就函数而言，数组的长度是无关紧要的，因为 C 不会对形式参数执行边界检查。

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1.3 从函数返回数组

C 语言不允许返回一个完整的数组作为函数的参数。但是，您可以通过指定不带索引的数组名来返回一个指向数组的指针。

如果您想要从函数返回一个一维数组，您必须声明一个返回指针的函数，如下：

1. int * myFunction(){...}

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因为C 不支持在函数外返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

现在，让我们来看下面的函数，它会生成 10 个随机数，并使用数组来返回它们，具体如下：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <time.h>
5. /* 要生成和返回随机数的函数 */
6. int * getRandom( ) {
7. static int r[10];
8. int i;
10. /* 设置种子 */
11. srand( (unsigned)time( NULL ) );
12. for ( i = 0; i < 10; ++i) {
13. r[i] = rand();
14. printf( "r[%d] = %d\n", i, r[i]);
16. }
18. return r;
19. }
21. /* 要调用上面定义函数的主函数 */
22. int main () {
23. /* 一个指向整数的指针 */
24. int *p;
25. int i;
27. p = getRandom();
28. for ( i = 0; i < 10; i++ ) {
29. printf( "*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i));
30. }
32. return 0;
33. }

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运行结果：

补充说明：

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1.4 指向数组的指针

数组名是一个指向数组中第一个元素的常量指针。因此，在下面的声明中：

1. double balance[50];

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balance 是一个指向 &balance[0] 的指针，即数组 balance 的第一个元素的地址。因此，下面的程序片段把 p 赋值为 balance 的第一个元素的地址：

1. double *p;
2. double balance[10];
4. p = balance;

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使用数组名作为常量指针是合法的，反之亦然。因此，*(balance + 4) 是一种访问 balance[4] 数据的合法方式。

一旦您把第一个元素的地址存储在 p 中，您就可以使用 *p、*(p+1)、*(p+2) 等来访问数组元素。下面的实例演示了上面讨论到的这些概念：

1. #include <stdio.h>
3. int main () {
4. /* 带有 5 个元素的整型数组 */
5. double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
6. double *p;
7. int i;
9. p = balance;
11. /* 输出数组中每个元素的值 */
12. printf( "使用指针的数组值\n");
13. for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
14. printf("*(p + %d) : %f\n", i, *(p + i) );
15. }
17. printf( "使用 balance 作为地址的数组值\n");
18. for ( i = 0; i < 5; i++ ) {
19. printf("*(balance + %d) : %f\n", i, *(balance + i) );
20. }
22. return 0;
23. }

复制代码

运行结果：

在上面的实例中，p 是一个指向 double 型的指针，这意味着它可以存储一个 double 类型的变量。一旦我们有了 p 中的地址，*p 将给出存储在 p 中相应地址的值，正如上面实例中所演示的。

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