一维数组：从零开始的数据容器

数组这东西，说白了就是一块连续的内存空间，里面存了一堆相同类型的数据。我刚开始学C语言时，总觉得数组不就是个列表嘛，有啥好讲的？直到后来做嵌入式项目，才发现数组用不好，程序崩得那叫一个惨烈。

1. 一维数组的定义

定义数组的语法很简单：

类型 数组名[元素个数];

举个例子：

int scores[10];      // 存储10个int型数据
float temps[5];      // 存储5个float型数据
char name[20];       // 存储20个char型数据

这里有几个关键点，我当年踩过坑：

• 元素个数必须是常量——C89标准不支持变量作为数组大小。虽然C99引入了变长数组（VLA），但嵌入式编译器不一定支持。我个人习惯用宏定义：#define MAX_SIZE 100，然后int arr[MAX_SIZE];
• 数组大小在编译时就确定了——你想想看，数组占用的内存是静态分配的，运行时不能改变大小。
• 数组名是首元素的地址——这个后面会细说，先记住就行。

2. 数组的初始化

初始化数组有几种方式，我按常用程度排个序：

方式一：完全初始化

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

方式二：部分初始化

int arr[5] = {1, 2};  // 等价于 {1, 2, 0, 0, 0}

没赋值的元素自动补0。嗯，这里要注意：只有静态初始化才会补0，局部变量不初始化的话，里面是垃圾值。

方式三：省略大小

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 编译器自动推断大小为5

这种方式我特别喜欢用，省得数个数。但要注意，如果数组大小由后面决定，就不能再改变用途了。

方式四：指定初始化（C99）

int arr[10] = {[0]=10, [5]=20, [9]=30};

这个在嵌入式开发中偶尔用到，比如初始化寄存器映射表时很方便。

3. 数组元素的访问

访问数组元素用下标运算符[]：

int a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
printf("%d\n", a[0]);  // 输出10
printf("%d\n", a[2]);  // 输出30
a[3] = 99;             // 修改第4个元素为99

这里有个底层原理我想说一下：a[i] 实际上等价于 *(a + i)。编译器会计算：a + i * sizeof(int)，然后取出那个地址的值。所以下标访问本质上就是指针运算。

有意思的是，你甚至可以写成 i[a]，因为 a[i] 和 i[a] 在C语言中是等价的。不过我个人建议别这么写，代码可读性太差了。

4. 数组的越界问题

这是C语言中最常见的bug之一，也是我当年被折磨得最惨的地方。

我曾经在做一个数据采集项目时，定义了一个uint8_t buffer[64]，结果代码里不小心写了个buffer[64] = 0。你猜怎么着？程序跑了三天才崩溃，查bug查得我怀疑人生。后来用内存检测工具才发现是越界写把相邻的变量给覆盖了。

避坑指南：

• 写循环时，注意边界条件。比如遍历int a[10]，循环条件应该是 i < 10，不是 i <= 10
• 使用宏定义数组大小，不要硬编码数字
• 接收用户输入时，一定要检查长度，防止缓冲区溢出
• 嵌入式开发中，可以用静态分析工具（比如PC-Lint）检查越界

5. 数组的遍历

遍历数组最常用的就是for循环：

int arr[5] = {2, 4, 6, 8, 10};
int sum = 0;

for (int i = 0; i < 5; i++) {
    sum += arr[i];
}
printf("总和 = %d\n", sum);

除了for循环，也可以用while：

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

我个人更推荐for循环，因为循环变量初始化和更新都在一行，不容易漏掉。不过如果你要遍历到某个条件就提前退出，while可能更合适。

还有一种方式是用指针遍历，效率更高：

int *p = arr;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    printf("%d ", *p++);
}

这种方式在嵌入式开发中很常见，因为指针运算比下标运算少一次乘法（虽然现代编译器优化后差别不大）。

知识体系结构图

下面这张图概括了一维数组的核心知识点：

总结一下

数组是C语言中最基础的数据结构，但越简单的东西越容易出错。我总结了三个要点：

1. 定义时想清楚大小——用宏定义，别硬编码
2. 访问时检查边界——循环条件写对，别越界
3. 初始化别偷懒——局部数组不初始化就是定时炸弹

记住这三点，数组这块基本就稳了。下一节我们会讲二维数组，到时候你会发现，一维数组搞明白了，二维数组就是多了一个维度而已。

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