C语言中的一维数组是一种基础且重要的数据结构，用于存储同类型元素的有序集合。以下从定义、初始化、访问、内存布局及应用等方面进行详细说明：
一、定义与特性
- 基本语法
一维数组的定义格式为：
<数据类型> <数组名>[<常量表达式>];- 数据类型：元素类型（如
int、float等）。 - 数组名：标识符，代表数组首地址（地址常量，不可修改）。
- 常量表达式：数组长度，编译时确定，不可为变量（C99前不支持变长数组）。
示例：
int scores[10]; // 定义整型数组，含10个元素
char str[20] = "Hello"; // 字符数组，自动补'\0'结尾- 关键特性
- 连续存储：元素在内存中按顺序连续存放，地址通过首地址和下标计算得出。
- 类型一致：所有元素必须为同一类型。
- 固定大小：定义后长度不可改变（需动态数组时可用
malloc或C99变长数组）。
二、初始化方式
- 完全初始化
为所有元素赋初值：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 元素依次对应下标0~4- 部分初始化
未赋值的元素自动初始化为0（数值型）或\0（字符型）：
int a[5] = {1, 2}; // a[0]=1, a[1]=2, 其余为0- 省略长度初始化
通过初始化列表自动确定数组长度：
int b[] = {1, 2, 3}; // 长度为3- 字符数组的特殊性
- 可直接用字符串常量初始化，自动添加终止符
\0：
char str[] = "World"; // 等效于 {'W','o','r','l','d','\0'}- 若手动赋值，需显式包含
\0以避免越界问题。
三、元素访问与操作
- 访问语法
通过下标访问元素（下标从0开始）：
printf("%d", arr[2]); // 输出第三个元素- 遍历方法
常用for循环逐个处理元素：
for (int i = 0; i < sizeof(arr)/sizeof(arr[0]); i++) {printf("%d ", arr[i]);
}sizeof(arr)计算数组总字节数，sizeof(arr[0])计算单个元素大小。
- 越界风险
C语言不检查数组越界，需手动确保下标在0~length-1范围内。
四、内存布局与优化
- 内存连续性
数组元素在内存中连续存储，可通过地址运算验证：
for (int i = 0; i < 5; i++) {printf("%p\n", &arr[i]); // 地址逐次递增（如0x7ffee4b0c9a0, 0x7ffee4b0c9a4等）
}- 性能优势
- 缓存友好：连续内存访问可利用CPU缓存预取机制。
- 快速随机访问：通过下标直接计算地址，时间复杂度为O(1)。
五、典型应用场景
- 数据统计与处理
- 计算平均值、最大值、最小值：
int max = arr[0];
for (int i = 1; i < n; i++) {if (arr[i] > max) max = arr[i];
}- 排序算法
- 冒泡排序、选择排序等均依赖数组的顺序存储特性。
// 冒泡排序示例
for (int j = 0; j < n-1; j++) {for (int i = 0; i < n-j-1; i++) {if (arr[i] > arr[i+1]) {int temp = arr[i];arr[i] = arr[i+1];arr[i+1] = temp;}}
}- 字符串操作
- 字符数组常用于存储和操作字符串，结合
strlen、strcpy等函数。
六、注意事项
- 数组与指针的区别
- 数组名是常量地址，指针变量可修改指向。
sizeof(数组名)返回数组总大小，sizeof(指针)返回指针变量大小（如4或8字节）。
- 多维数组的底层实现
- 多维数组（如二维）在内存中仍按行优先连续存储，可通过单层循环遍历。
总结
一维数组是C语言中处理线性数据的核心工具，其连续内存布局和高效访问特性使其适用于统计、排序、字符串处理等场景。使用时需注意下标越界、内存分配及类型一致性等问题。通过合理利用初始化、遍历和算法，可充分发挥数组的性能优势。
