C語言解惑：5.1 一維數組越界和初始化錯誤_劉振安 / 劉燕君

使用數組最容易犯的錯誤是數組越界和初始化錯誤。本節的分析僅局限於一維數組。

5.1.1　一維數組越界錯誤

【例5.1】使用數組下標越界的例子。

#include <stdio.h>
int main
（）
{
        int i
， a[5]
；
        for
（i=1
；i<=5
；i++
）
                a[i]=i
；
        return 0
；
}

循環語句

for
（i=1
；i<=5
；i++
）
         a[i]=i
；

有兩個錯誤。

（1）沒有給數組a的第一個元素a[0]賦初值。

（2）超出了數組的尾端。一個長度為5的數組，其元素為0~4，即num[4]是最後一個元素。這種錯誤會造成程序運行時的時斷時續的錯誤。

正確寫法應該是：

for 
（ i=0
； i<5
； ++i
）
       a[i]=i
；

因為字符數組的最後一個結束標誌位是\'\0\'，a[5]只能存放4個字符，所以下面的語句

char a[5]=\"abcde\"
；

也產生數組越界錯誤。正確的寫法是只能有4個字符，即

char a[5] = \"abcd\"
；

下面通過討論C語言的這個特點，以便杜絕這種錯誤。

1.數值數組的邊界不對稱性

記住C語言數值數組是採取的不對稱邊界，即C語言中一個具有n個元素的數值數組，它的元素下標從0到n-1。它是從0開始，沒有下標為n的元素，但有效元素是n個。

這種不對稱邊界反而有利於編程。假設定義5個元素的數組a[5]，雖然

for 
（ i=0
； i<=4
； ++i
）
       a[i]=i
；

的方法是正確的。但考慮到0是第1個元素，元素數量是5，但下標5是不含在下標範圍內，所以推薦使用

for 
（ i=0
； i<5
； ++i
）
       a[i]=i
；

的方式，而有效的元素數量=5-0=5。如果定義數組是從1開始的，顯然要包含下標5，元素數量=5-1+1=5。由於使用了0，所以避免+1的運算。這就是它的優點。

雖然數組沒有a[n]這個元素，但是卻可以引用這個元素的地址&a[n]，而且ANSI C標準也明確允許這種用法：數組中實際不存在的「溢界」元素的地址位於數組所佔內存之後，這個地址可以用來進行賦值和比較，但引用該元素的值則是非法的，即不存在a[n]。

2.字符數組的邊界不對稱性

字符數組更為特殊，它的第n-1個元素是法定的「\0」，能存儲的有效字符為n-1個。

【例5.2】下面的程序對嗎？

#include <stdio.h>
int main
（）
{
       int i
；
       char a=\"abcde\"
，b[6]
；
       for
（i=0
；i<5
；i++
）
             b[i]=a[i]
；
       printf
（b
）；      printf
（\"n\"
）；
       return 0
；
}

這個程序是錯的。程序的錯誤是只複製5個元素。語句

char a=\"abcde\"

定義的字符數組是a[6]，它具有6個元素，只是第6個元素是結束符「\0」。這個結束符必須複製到字符數組b，不然它沒有結束符，造成語句

printf
（b
）；

除了輸出「abcde」之外，還將其後的字符輸出（如果不是字符代碼，則輸出亂碼），直到遇到空格才能結束。應將for語句改為：

for
（i=0
；i<6
；i++
）

可以利用這個結束位編程，下面是一個例子。

【例5.3】利用結束位編程的例子。

#include <stdio.h>
int main
（）
{
       int i=0
；
       char a=\"abcde\"
，b[6]
；
       while 
（a[i]
！=\'\0\'
）
       {b[i]=a[i]
；++i
；}
       b[i]=\'\0\'
；
       i=-1
；
       while 
（i++
，b[i]
！=\'\0\'
）
           printf
（\"%c \"
，b[i]
）；
       printf
（\"n\"
）；
       return 0
；
}

第1個while語句複製時，因為沒有複製結束位，所以要補一個結束位。因為第2個while語句的循環要用到「i++」，所以將i的初始值設為-1，輸出以結束位為結束條件。

5.1.2　一維數組初始化錯誤

【例5.4】初始化錯誤的例子。

#include <stdio.h>
int main
（）
{
       int i
， a[5]
；
       char ch[5]
；
       a[5]={1
，3
，5
，7
，9}
；
       ch[5]=\"good
！\"
；
       for
（i=0
；i<5
；i++
）
            printf
（\"%d \"
，a[i]
）；
       printf
（\"n\"
）；
       printf
（ch
）；
       printf
（\"n\"
）；
       return 0
；
}

上面語句的初始化方法不對，數組只能在定義時初始化，即

int a[5]={1
，3
，5
，7
，9}
；
char ch=\"good
！\"
；

字符串數組ch還產生數組越界錯誤，這裡改為由編譯識別下標。如果要直接使用下標，應該定義為：

char ch[6]=\"good
！\"
；

修改後的程序如下。

#include <stdio.h>
int main
（）
{
       int i
， a[5]={1
，3
，5
，7
，9}
；
       char ch=\"good
！\"
；
       for 
（i=0
；i<5
；i++
）
             printf
（\"%d \"
，a[i]
）；
       printf
（\"n\"
）；
       printf
（ch
）；
       printf
（\"n\"
）；
       return 0
；
}

運行結果為如下。

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5.1.1 一維數組越界錯誤

5.1.2 一維數組初始化錯誤

5.1.1　一維數組越界錯誤

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