[C 語言] 程式設計教學：如何使用陣列(Array) | 開源技術教學網

在C 語言中，陣列是唯一的內建資料結構，其他的動態資料結構需自行實作。

本文介紹陣列的使用方式。

宣告陣列. 以下敘述建立一個長度為 5 、元素型別為 int 的 ... Togglenavigation開源教學精選項目C語言Golang資料結構網頁程式電子書籍現代C語言程式設計C語言應用程式設計多平台Objective-C程式設計跨平台CommonLisp程式設計社群媒體臉書粉絲團臉書社團推特GitHubGumroad本站資訊關於著作權免責聲明隱私權開源教學C程式設計如何使用陣列(Array)最後修改日期為JUL19,2018前言陣列是線性且同質的資料結構，使用零或正整數為索引來存取其中元素。

在C語言中，陣列是唯一的內建資料結構，其他的動態資料結構需自行實作。

本文介紹陣列的使用方式。

宣告陣列以下敘述建立一個長度為5、元素型別為int的陣列arr：intarr[5]; 要注意這時候陣列元素尚未初始化。

陣列未初始化時所存的值視為垃圾值，其運算結果不可靠。

我們也可以在宣告陣列時一併賦值：intarr[5]={3,4,5,6,7}; 或者是用稍微取巧的方式來初始化：intarr[]={3,4,5,6,7}; 這時候陣列arr的長度由賦值自動決定，在本範例敘述中即為5。

如果想要明確地列出陣列元素所在的位置，可以用下列方式來宣告陣列：intarr[]={ [0]=3, [1]=4, [2]=5, [3]=6, [4]=7, }; 這樣寫程式碼會變長，好處是可明確看出每個元素所在的位置。

但要注意陣列的長度不能由變數決定：intmain(void) { unsignedsz=5; //Error. intarr[sz]={1,2,3,4,5}; return0; } 因為陣列的長度要在編譯期就決定好。

如果想要在執行期動態生成陣列，要用動態配置記憶體的方式。

我們後文會談如何動態配置陣列。

存取陣列元素陣列使用零或正整數存取陣列元素。

參考以下範例：#include/*1*/ intmain(void)/*2*/ {/*3*/ intarr[]={3,4,5};/*4*/ assert(arr[0]==3);/*5*/ assert(arr[1]==4);/*6*/ assert(arr[2]==5);/*7*/ return0;/*8*/ }/*9*/ 我們在第3行宣告了長度為3，元素型別為int的陣列arr。

然後在第5行至第7行間分別對其中元素以索引取值。

利用斷言確認取出的值是正確的。

注意取索引時，第一個元素的索引值從0開始，而非1，這是因為索引是一種偏移值(offset)的概念。

但C語言不會檢查索引是否逾越陣列的邊界。

參考以下反例：#include/*1*/ intmain(void)/*2*/ {/*3*/ intarr[]={3,4,5};/*4*/ printf("%d\n",arr[3]);/*Error*//*5*/ return0;/*6*/ }/*7*/ 陣列arr的長度為3，最大的合法索引值應為2，但本例在第5行時故意取索引值為3的值。

這時候取出的值是垃圾值，其運算結果不可靠。

由於逾越邊界(outofbound)算是常見的錯誤，資訊界出現過數個C方言(Cdialect)，意圖改善C常見的錯誤。

其中一個例子是微軟的研究項目CheckedC。

但這些C方言，除了展示一些對C語言的想法外，幾乎沒用程式人將其在實務上。

如果讀者真的很在意陣列邊界的問題，現階段的方式就是自行實作工具函式或陣列物件，在這些自製函式或物件中加入邊界檢查的功能。

走訪陣列走訪陣列元素的方式是使用for迴圈搭配計數器(counter)。

參考下例：#include #include intmain(void) { intarr[]={3,4,5,6,7}; for(size_ti=0;i<5;i++){ printf("%d\n",arr[i]); } return0; } 這裡我們把計數器的邊界寫死在程式中，實務上不會用這樣的方式。

取得陣列大小的方式請看下一節。

計算陣列大小C陣列本身沒有儲存陣列大小的資訊。

如果想要知道陣列的大小，得自行計算。

參考下例：#include/*1*/ #include/*2*/ intmain(void)/*3*/ {/*4*/ intarr[]={3,4,5,6,7};/*5*/ size_tsz=sizeof(arr)/sizeof(int);/*6*/ assert(sz==5);/*7*/ return0;/*8*/ }/*9*/ 在此範例程式中，我們在第6行分別計算陣列大小和陣列元素大小，將其相除後即可得陣列長度。

在本例中其值為5。

但這個方式只對自動配置記憶體的陣列有效，若陣列使用動態配置記憶體，則無法使用這個方法。

如果我們想儲存陣列長度的資訊，需將長度存在另一個變數中。

由於陣列和陣列長度兩者是連動的，我們會用結構體把兩個變數包在一起。

例如，以下結構體宣告一個動態陣列：structarray_t{ size_tsize; size_tcapacity; int*elems; }; 我們會在後文介紹結構體。

至於實作動態陣列的方式，則需參考資料結構方面的教材。

筆者也有寫關於動態陣列的文章，有興趣的讀者可以看一下。

動態配置的陣列我們先前的範例中，陣列使用自動配置記憶體。

但我們若要在執行期動態生成陣列，則要改用動態配置記憶體的方式。

我們同樣用malloc()函式來配置記憶體。

參考以下敘述：int*arr=(int*)malloc(sz*sizeof(int)); 我們以sizeof求得單一元素的大小後，乘上陣列的長度sz即可配置一塊足夠大小的記憶體，用來儲存陣列arr的元素。

由此可知，陣列在電腦中以是一整塊連續的記憶體來儲存，所以可以用索引值快速存取。

如果想要在配置記憶體時一併將元素初始化為0，改用calloc()函式即可。

但calloc()函式的參數略有不同：int*arr=(int*)calloc(sz,sizeof(int)); 由於多了初始化的動作，calloc()函式會比malloc()函式慢一點點。

使用完後同樣要釋放記憶體：free(arr); 由於陣列內部是單一且連續的記憶體區塊，所以可在單一free()函式呼叫中釋放掉。

不論使用malloc()或calloc()，皆使用free()來釋放記憶體。

我們來看一個動態配置記憶體陣列的範例：#include/*1*/ #include/*2*/ intmain(void)/*3*/ {/*4*/ size_tsz=5;/*5*/ int*arr=(int*)malloc(sz*sizeof(int));/*6*/ if(!arr){/*7*/ perror("Failedtoallocateanarray\n");/*8*/ gotoERROR;/*9*/ }/*10*/ for(size_ti=0;i intmain(void) { intmtx[3][2]={ {1,2}, {3,4}, {5,6} }; assert(mtx[1][1]==4); return0; } 上述範例的記憶體是自動配置的。

那如果我們要動態配置記憶體呢？這時候有兩種策略，其中一種較直觀的策略是動態配置陣列的陣列。

參考以下範例：#include/*1*/ #include/*2*/ intmain(void)/*3*/ {/*4*/ size_trow=3;/*5*/ size_tcol=2;/*6*/ int**mtx=(int**)malloc(row*sizeof(int*));/*7*/ if(!mtx){/*8*/ perror("Failedtoallocaterowsofmtx\n");/*9*/ gotoERROR;/*10*/ }/*11*/ for(size_ti=0;i