C語言數組完全指南：一維/多維定義、初始化、常見操作、參數傳遞退化與經典錯誤

為什麼需要數組？

• 批量存儲**同類型**數據，連續內存，下標 O(1) 隨機訪問。
• 建模現實實體：矩陣、圖像像素、查找表、環形緩衝區、狀態機表...

一維數組

定義與初始化

// 完全初始化
int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

// 不完全初始化 — 剩餘元素**自動零初始化**
int b[5] = {1, 2, 3};     // {1,2,3,0,0}
int c[5] = {0};           // 全 0 (通用清零寫法)

// 省略長度 — 編譯器按初始化列表推導
int d[] = {10, 20, 30};   // 長度 3

// 未初始化 — 局部變量值不確定 (垃圾值)，靜態/全局自動 0
int e[5];

核心操作模式

經典錯誤示範

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

// ❌ 錯誤 1: 整體賦值 (只有定義時允許)
b = a; // error: assignment to expression with array type

// ❌ 錯誤 2: 下標越界
a[5] = 100; // UB: 最大下標 4

// ❌ 錯誤 3: 定義後整體初始化
int c[5];
c = {1,2,3,4,5}; // error: 初始化列表只能用於定義

// ✅ 正確拷貝
for (int i=0; i<5; i++) b[i] = a[i];
// 或 memcpy(b, a, sizeof(a));

二維數組

定義與內存佈局

int a[3][4]; // 3 行 4 列，共 12 個 int，連續佈局
// 內存順序: a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3] a[1][0] ... a[2][3]
// a[i][j] 偏移 = (i * 4 + j) * sizeof(int)

初始化

// 扁平列表 (按行優先)
int a[3][4] = {1,2,3,4, 5,6,7,8, 9,10,11,12};

// 分行列表 (推薦，可讀性強)
int b[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

// 部分初始化
int c[3][4] = {{1,2}, {3}}; // 剩餘自動 0

遍歷與常見操作

// 行優先遍歷 (緩存友好)
for (int i=0; i<3; i++)
    for (int j=0; j<4; j++)
        printf("%d ", a[i][j]);

// 求每行最大值
for (int i=0; i<3; i++) {
    int max = a[i][0];
    for (int j=1; j<4; j++)
        if (a[i][j] > max) max = a[i][j];
    printf("Row %d max = %d\n", i, max);
}

// 矩陣轉置 (方陣原地)
for (int i=0; i

void func(int arr[10]) { }      // 等價 void func(int *arr)
void func(int arr[][4]) { }     // 二維：第一維退化，第二維保留 (需知列數計算偏移)
void func(int (*arr)[4]) { }    // 等價寫法：指向「含 4 個 int 的數組」的指針

// 內部 sizeof(arr) = 指針大小 (4/8)，**無法獲取數組長度**
// 必須額外傳長度參數
void process(int *arr, size_t len);