C 语言静态数组与动态数组

C 数组 C 数组

在 C 语言中，有两种类型的数组：

  • 静态数组：编译时分配内存，大小固定。
  • 动态数组：运行时手动分配内存，大小可变。

静态数组的生命周期与作用域相关，而动态数组的生命周期由程序员控制。

在使用动态数组时，需要注意合理地分配和释放内存，以避免内存泄漏和访问无效内存的问题。

静态数组

静态数组是在编译时声明并分配内存空间的数组。

静态数组具有固定的大小，在声明数组时需要指定数组的长度。

静态数组的特点包括：

  • 内存分配：在程序编译时，静态数组的内存空间就被分配好了，存储在栈上或者全局数据区。
  • 大小固定：静态数组的大小在声明时确定，并且无法在运行时改变。
  • 生命周期：静态数组的生命周期与其作用域相关。如果在函数内部声明静态数组，其生命周期为整个函数执行期间；如果在函数外部声明静态数组，其生命周期为整个程序的执行期间。

静态数组的声明和初始化示例：

int staticArray[5]; // 静态数组声明
int staticArray[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 静态数组声明并初始化
对于静态数组，可以使用 sizeof 运算符来获取数组长度，例如： 
int array[] = {1, 2, 3, 4, 5};
int length = sizeof(array) / sizeof(array[0]);

以上代码中 sizeof(array) 返回整个数组所占用的字节数，而 sizeof(array[0]) 返回数组中单个元素的字节数，将两者相除，就得到了数组的长度。

以上是一个简单的静态数组实例：

实例代码

#include <stdio.h>

int main() {
    int staticArray[] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 静态数组声明并初始化
    int length = sizeof(staticArray) / sizeof(staticArray[0]);

    printf("静态数组: ");
    for (int i = 0; i < length; i++) {
        printf("%d ", staticArray[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

以上实例中，我们声明并初始化了一个静态数组 staticArray，它包含了 5 个整数元素，然后我们通过 sizeof 运算符，我们计算了静态数组的长度，并使用循环遍历并打印数组的元素。

输出结果：

静态数组: 1 2 3 4 5

动态数组

动态数组是在运行时通过动态内存分配函数（如 malloc 和 calloc）手动分配内存的数组。

动态数组特点如下：

  • 内存分配：动态数组的内存空间在运行时通过动态内存分配函数手动分配，并存储在堆上。需要使用 malloc、calloc 等函数来申请内存，并使用 free 函数来释放内存。
  • 大小可变：动态数组的大小在运行时可以根据需要进行调整。可以使用 realloc 函数来重新分配内存，并改变数组的大小。
  • 生命周期：动态数组的生命周期由程序员控制。需要在使用完数组后手动释放内存，以避免内存泄漏。

动态数组的声明、内存分配和释放实例：

int size = 5;
int *dynamicArray = (int *)malloc(size * sizeof(int)); // 动态数组内存分配
// 使用动态数组
free(dynamicArray); // 动态数组内存释放

动态分配的数组，可以在动态分配内存时保存数组长度，并在需要时使用该长度，例如：

int size = 5; // 数组长度
int *array = malloc(size * sizeof(int));

// 使用数组

free(array); // 释放内存

以上代码我们使用 malloc 函数动态分配了一个整型数组，并将长度保存在变量 size 中。然后可以根据需要使用这个长度进行操作，在使用完数组后，使用 free 函数释放内存。

注意：动态数组的使用需要注意内存管理的问题，确保在不再需要使用数组时释放内存，避免内存泄漏和访问无效的内存位置。

以上是一个简单的动态数组使用实例：

实例代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    int size = 5;
    int *dynamicArray = (int *)malloc(size * sizeof(int)); // 动态数组内存分配

    if (dynamicArray == NULL) {
        printf("Memory allocation failed.\n");
        return 1;
    }

    printf("Enter %d elements: ", size);
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        scanf("%d", &dynamicArray[i]);
    }

    printf("Dynamic Array: ");
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", dynamicArray[i]);
    }
    printf("\n");

    free(dynamicArray); // 动态数组内存释放

    return 0;
}

以上实例中，我们首先声明了一个变量 size 来指定动态数组的大小。

然后使用 malloc 函数为动态数组分配内存，并通过 sizeof 运算符计算所需的内存大小。

接下来，通过循环和 scanf 函数，从用户输入中读取元素值并存储到动态数组中。

最后，使用循环遍历并打印动态数组的元素。在程序结束时，使用 free 函数释放动态数组所占用的内存。

请注意，在使用动态数组时，需要检查内存分配是否成功（即 dynamicArray 是否为 NULL），以避免在内存分配失败时发生错误。

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