关于 C 中数组的各种问题

Question

所以我现在正在尝试学习 C，并且我正在编写基本脚本以确保我有基础，但我正在努力理解以下代码的问题：

#include <stdio.h> //Linking external libraries.
#include <math.h>

int main(void) {
    /* First I will set my variables.
    */
    double std; //Standard Deviation
    double sqdif;
    double avg;
    int N=10; //number of elements
    double X[10]; //Not sure why I cannot use N here.
    int i;


    /* Now I will prompt for input and listen for values,
    then assign those values respectively.*/

    for (i = 1; i < 11; i++) {
        printf("Please enter X[ %d ", i);
        printf("]: ");
        scanf("%d", &X[i-1]);
    }

    for (i = 0; i < N; i++) {
        avg = avg + X[i];
        printf("\n %d", X[i]);
    }
    avg = avg / N;
    printf("\nThe average is: %d", avg);


    return 0;
}

我的两个主要问题是这样的：

1. 为什么我不能使用 N 来定义我的数组 X？
2. 为什么我的脚本会返回：

1 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 平均值为：4196197

为了我的结果？如果您在代码中看到错误，请告诉我！

谢谢，

附言。这显然是一个不完整的脚本。

Answer 1

为什么我不能使用 N 来定义我的数组 X？

在 1999 年标准之前，必须使用 常量表达式 指定数组大小，其值可以在编译时计算；这意味着要么是一个数字文字，例如10，一个预处理器宏，它将扩展为一个数字文字，例如#define N 10，或者一个涉及文字或扩展为文字的宏的算术表达式：

#define X 10
...
int arr1[X];     
int arr2[2 * X];
int arr3[10];
int arr4[2 * 4 + 2];

X、2 * X、10 和 2 * 4 + 2 都是常量表达式，可以在编译时求值。

在您的代码中，N 不是常量表达式；它只是一个常规变量，其值直到运行时才确定。

C99 引入了可变长度数组的概念，其大小可以在运行时确定。如果您使用了 C99 编译器（例如，带有 -std=c99 选项的 gcc），那么您的代码就会被编译。 Visual Studio 对 C99 的支持充其量是最少的，我认为当前版本根本不支持 VLA。

VLA 有许多限制；您不能对它们使用初始化程序，也不能在文件范围内（在任何函数之外）声明它们。你要小心它们，因为它们的内存是从堆栈中分配的，就像任何其他本地 (auto) 变量一样。

2011 C 标准使 VLA 成为可选的（我的理解是正确实施它们是一个主要的痛苦），因此它们可能不会得到很好的支持。

为什么我的脚本返回： 1 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 平均为：4196197

正如其他人指出的那样，您在 printf 和 scanf 调用中使用了错误的转换说明符。 %d 期望相应参数的类型为 int（对于 printf）和 int *（对于 scanf）。您需要改用 %f 和 %lf：

scanf("%lf", &X[i-1]);  // %lf expects pointer to double
...
printf("%f", X[i-1]);  // %f expects double

请注意，printf 和 scanf 中的转换说明符不是对称的，这是重要的一种情况。要阅读double，您必须使用%lf；常规的%f 期望相应的参数是指向float 的指针。但是，您可以使用%f 打印双精度或浮点数。

查看您方便的 C 参考手册以了解这两个函数。

还需要初始化avg:

double avg = 0.0;

Answer 2

printf("\n %d", X[i]);

应该是

printf("\n %f", X[i]);

因为X[i] 的类型是double。

即使没有错，请考虑像这样重写 for 循环以获得更好的可读性，当然还要再次将 %d 更改为 %f：

 for (i =0; i < 10; i++) {
        printf("Please enter X[ %d ]:", i);
        scanf("%f", &X[i]);
    }

Answer 3

为什么我不能使用 N 来定义我的数组 X？

你可以。您正在使用可变长度数组。 C99 中引入了可变长度数组。您需要在 C99 模式下编译代码（使用 -std=c99 选项）。

为什么我的脚本会返回：
1 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 4196197 平均为：4196197

avg 未初始化。在使用 in 语句之前使用 0 对其进行初始化：

avg = avg + X[i];  

否则程序会因为未定义的行为而出现错误。另请注意，%lf 和 %f 分别用于扫描和打印 double 数据类型。

double avg = 0; /* Initialize it with 0 */
int N=10; 
double X[N]; /* Variable length array. C99 mode needed to compile the code */

Answer 4

avg = avg + X[i];

avg 从未初始化，avg 的值不确定，因此您会看到未定义的行为。

你有另一个 UB

printf("\n %d", X[i]);

在printf() 中使用错误的格式说明符将是UB。

printf("\n %lf", X[i]);

您扫描来自 0-9 的值并打印来自 0-10 的值，这里您再次使用未初始化的 a[10] 元素。

汇总变化应该是这样的：

 avg = 0;

    for (i = 0; i < N; i++) {
        printf("Please enter X[ %d ", i);
        printf("]: ");
        scanf("%lf", &X[i]);
    }

    for (i = 0; i < N; i++) {
        avg = avg + X[i];
        printf("\n %lf", X[i]);
    }
    avg = avg / N;
    printf("\nThe average is: %lf", avg);

C99 支持 VLA（可变长度数组），您可以使用它们

int N = 10;
double X[N]; /* Valid */