到目前为止,我们了解到C语言中可以使用整型,浮点型和字符型的数据类型来描述我们人类世界的各种数据,但是这些还远远不够……
我们在IOT领域经常会遇到这样一个数据使用场景:某天的固定时间内,会有多台(我们假定100台)IOT终端上报某种类型的信息(我们假定是0-100°范围内的温度探测值)。现在知道了基本的数据类型,选择unsigned char类型存储一台终端上报的温度值就可以。但是如果这个设备是100台呢?下面的定义方式貌似可行:
但是要是这个数量变得更多,比如1000台的时候呢?咱们肯定会问,C语言中就没有一种类似容器一样的方案,可以通过某种机制去查找到指定的存放位置,从而节省定义数据需要的代码行数呢?答案是有的,而且这种C语言的数据类型就是我们前面曾经提到的-数组类型。
【预备知识-索引】
索引,英文名index。通俗的讲,就是容器内每个数据的位置标签。用户可以通过这些不同的位置标签,找到对应位置存储的数据。
索引0对应数据11,索引3对应数据44。在C语言中,所有的索引均从0开始计数,逐次加1。
【一维数组】
以上面100台IOT设备上报温度值场景为例,一维数组的定义方式如下:
- 注1:数组长度100根据实际100个设备而定。索引值从0到99(100-1)共100个。
- 注2:数组内的成员称为数组元素,为相同数据类型。在本例中都为unsigned char类型。
数组元素的引用:
有了索引,我们可以找到100台设备中任何一台设备的对应值。比如:
数组的初始化:
- 部分初始化:
unsigned char SensorTemp[100] = {1,10,11,22};
注: 因为初始化值只有4个,只能完成对索引0,1,2,3四个元素进行赋值
- 逐个初始化:
SensorTemp[0] = 1;
SensorTemp[1] = 10;
SensorTemp[2] = 11;
SensorTemp[4] = 22;
- 全部初始化:
unsigned char SensorTemp[4] = {1,10,11,22};
如果出现如下未给定数组长度情况,则认为数组SensorTemp的长度为给定数据的个数:
unsigned char SensorTemp[ ] = {1,10,11,22,33};
【二维数组】
解决了100台设备数据存储的问题,我们再提一个新的问题:如果需要我们上午和下午各存储一次,如何实现呢?
“再创建一个新的100个元素的数组不就解决了嘛”,很多朋友可能会提出这样的方案。没错,但是当每天的采集点很多呢,难道还要继续这样做么?
其实不需要的。C语言在数组的维度上进行了扩展,即可以定义高维度数组。对于该问题,我们可以考虑将01-06的采样时间点作为一个新的维度,重新定义一个二维的数组来解决这个新的问题。
具体这个二维数组里,数据的存放和二维数组中各个数据元素的含义如下图所示:
具体来看,二维数组的元素引用方式依然采用索引方式,只不过这次是两个索引值。对于二维数组,可以将它想象成为一个矩阵形式,矩阵的行数由第一维长度决定,矩阵的列数由第二维长度决定。同样,二维矩阵的初始化与一维矩阵类似,不再详述。
【字符数组和字符串】
上面的例子中,我们存储的都是具体的整型数据,但是往往在生活中,存储的数据也不乏字符串。比如经典的“Hello world”。有人会说,那我一个char一个char的输出不是也可以么?当然可以!但是,与本章中提出的第一个问题类似,当字符越来越多的时候,你还考虑一个char一个char的打印么?
既然整型都可以使用数组技术,那么字符型呢?答案是肯定的。
- 注:我们需要重点关注最后的0字符。
- 这个字符占用数组元素一个索引计数
- 这个字符要么初始化的时候主动赋值,要么系统添加,所以一定要注意定义的字符数组长度
- 这个字符的作用:C语言中,认定该字符为字符串结束的标志
【后记】
C语言中的重头戏,指针和指针数组,我们还是往后放放,这么早提指针,还是容易有心理压力。
其实对于数组,只要记住:第一,数组就是个数据存储容器;第二,里面的元素都一样的数据类型;第三,不管一维还是高维,拿索引检索就好。