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数组由一系列相同类型的元素组成
数组（Array）也是一种复合数据类型，它由一系列相同类型的元素（Element）组成。
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定义一个数组类型的变量
例如定义一个由4个int型元素组成的数组count：
int count[4];
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数组元素的存储空间也是相邻的
和结构体成员类似，数组count的4个元素的存储空间也是相邻的。
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结构体类型和数组类型嵌套
结构体成员可以是基本数据类型，也可以是复合数据类型，数组中的元素也是如此。
根据组合规则，我们可以定义一个由4个结构体元素组成的数组：
struct complex_struct { double x, y; } a[4];
也可以定义一个包含数组成员的结构体：
struct { double x, y; int count[4]; } s;
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定义数组类型变量时数组的长度
数组类型的长度应该用一个整数常量表达式来指定。
C99的新特性允许在数组长度表达式中使用变量，称为变长数组（Variable Length Array，VLA），VLA只能定义为局部变量而不能是全局变量，与VLA有关的语法规则比较复杂，本书不做详细介绍。
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数组中的元素通过下标访问
数组中的元素通过下标（或者叫索引，Index）来访问。
例如前面定义的由4个int型元素组成的数组count。整个数组占了4个int型的存储单元，存储单元用小方框表示，里面的数字是存储在这个单元中的数据（假设都是0），而框外面的数字是下标，这4个单元分别用count[0]、count[1]、count[2]、count[3]来访问。
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访问数组元素时，第一个元素用 0 做下标
注意，在定义数组int count[4];时，方括号（Bracket）中的数字4表示数组的长度，而在访问数组时，方括号中的数字表示访问数组的第几个元素。
和我们平常数数不同，数组元素是从“第0个”开始数的，大多数编程语言都是这么规定的，所以计算机术语中有Zeroth这个词。
这样规定使得访问数组元素非常方便，比如count数组中的每个元素占4个字节，则count[0]位于数组开头，而count[i]表示从数组开头跳过4×i个字节之后的那个存储单元。
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数组取下标表达式可以做左值
这种数组下标的表达式不仅可以表示存储单元中的值，也可以表示存储单元本身，也就是说可以做左值，因此以下语句都是正确的：
count[0] = 7; count[1] = count[0] * 2; ++count[2];
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++count[2]怎么算：后缀运算符和单目运算符
到目前为止我们学习了五种后缀运算符：后缀++、后缀--、结构体取成员.、数组取下标[]、函数调用()。
还学习了五种单目运算符（或者叫前缀运算符）：前缀++、前缀--、正号+、负号-、逻辑非!。
在C语言中后缀运算符的优先级最高，单目运算符的优先级仅次于后缀运算符，比其他运算符的优先级都高，所以上面举例的++count[2]应该看作对count[2]做前缀++运算。
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数组下标除了可以是整数还可以是整型表达式
数组下标也可以是表达式，但表达式的值必须是整型的。例如：
int i = 10; count[i] = count[i + 1];
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使用数组下标注意是否超出数组长度范围，编译器不检查这种错误
使用数组下标不能超出数组的长度范围，这一点在使用变量做数组下标时尤其要注意。
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访问越界错误属于运行时错误
C编译器并不检查count[-1]或是count[100]这样的访问越界错误，编译时能顺利通过，所以属于运行时错误。
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为什么编译器不检查这种错误
你可能会想为什么编译器对这么明显的错误都视而不见？
理由一，这种错误并不总是显而易见的，在第22章会讲到通过指针而不是数组名来访问数组的情况，指针指向数组中的什么位置只有运行时才知道，编译时无法检查是否越界，而运行时每次访问数组元素都检查越界会严重影响性能，所以干脆不检查了；
理由二，参考文献[6]的第0章指出，C语言的设计精神是：相信每个C程序员都是高手，不要阻止程序员去干他们需要干的事，高手们使用count[-1]这种技巧其实并不少见，不应该当做错误。
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这种错误非常隐蔽，写代码的时候就要小心
但有时候这种错误很隐蔽，发生访问越界时程序可能并不会立即崩溃，而执行到后面某个正确的语句时却有可能突然崩溃（在第10.4节我们会看到这样的例子）。
所以从一开始写代码时就要小心避免出问题，事后依靠调试来解决问题的成本是很高的。
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指定数组长度进行初始化
数组也可以像结构体一样初始化，未赋初值的元素也是用0来初始化，例如：
int count[4] = { 3, 2, };
则count[0]等于3，count[1]等于2，后面两个元素等于0。
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不置顶数组长度进行初始化
如果定义数组的同时初始化它，也可以不指定数组的长度，例如：
int count[] = { 3, 2, 1, };
编译器会根据Initializer有三个元素确定数组的长度为3。
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Memberwise initialization
利用C99的新特性也可以做Memberwise Initialization：
int count[4] = { [2] = 3 };
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数组不能相互赋值或初始化
数组和结构体虽然有很多相似之处，但也有一个显著的不同：数组不能相互赋值或初始化。
比如：
int a[5] = { 4, 3, 2, 1 }; int b[5] = a;
用数组a来初始化数组b是错的。
再比如：
a = b;
用数组b给数组a赋值也是错的。
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函数参数可以是数组类型，返回类型不能是数组类型
既然不能相互赋值，也就不能用数组类型作为函数的参数或返回值。
如果写出这样的函数定义：
void foo(int a[5]) { ... }
然后这样调用：
int array[5] = {0}; foo(array);
编译器也不会报错，但这样写并不是传一个数组类型参数的意思。
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数组类型做右值时，自动转换成指针
对于数组类型有一条特殊的类型转换规则：数组类型做右值使用时，自动转换成指向数组首元素的指针。
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如果在函数原型中写一个数组类型的参数，该参数实际上是指针类型
对于函数声明也有一条特殊规则：在函数原型中，如果参数写成数组的形式，则该参数实际上是指针类型。
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函数的实参形参是数组类型时，实际上传递的是指针类型
所以上面的函数调用其实是传一个指针类型的参数，而不是数组类型的参数。
接下来的几章里有的函数需要访问数组，我们就把数组定义为全局变量给函数访问，等到第22章讲了指针再使用传参的办法。
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数组不能相互赋值或初始化的原因
数组类型不能相互赋值或初始化也是因为这条规则，例如上面提到的a=b这个表达式，a和b都是数组类型的变量，但是b做右值使用，自动转换成指针类型，而左边仍然是数组类型，所以编译器报的错是error: incompatible types in assignment。
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计算机生成完全随机的数不容易
随机数在某些场合（例如游戏程序）是非常有用的，但是用计算机生成完全随机的数却不是那么容易。
计算机执行每一条指令的结果都是确定的，没有一条指令产生的是随机数。
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C 标准库提供伪随机数，不是真的随机数
调用C标准库函数得到的随机数其实是伪随机（Pseudorandom）数，是用数学公式算出来的确定的数，只不过这些数看起来很随机，并且从统计意义上也很接近于均匀分布（Uniform Distribution）的随机数。
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C 标准库中 rand 函数生成伪随机数
C标准库中生成伪随机数的是rand函数，使用这个函数需要包含头文件stdlib.h，它没有参数，返回值是一个介于0和RAND_MAX之间的接近均匀分布的整数。
RAND_MAX是该头文件中定义的一个常量，在不同的平台上有不同的取值，但可以肯定它是一个非常大的整数。
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生成一个特定范围内的随机数
通常我们用到的随机数是限定在某个范围之中的，例如0～9，而不是0～RAND_MAX，我们可以用%运算符将rand函数的返回值处理一下：
int x = rand() % 10;
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完整的程序如下：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define N 20
int a[N];
void gen_random(int upper_bound)
{
int i;
for (i = 0; i < N; i++)
a[i] = rand() % upper_bound;
}
void print_random()
{
int i;
for (i = 0; i < N; i++)
printf("%d ", a[i]);
printf("\n");
}
int main(void)
{
gen_random(10);
print_random();
return 0;
}这里介绍一种新的语法：用#define定义一个常量。
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编译器工作：预处理阶段、编译阶段
实际上编译器的工作分为两个阶段，先是预处理（Preprocess）阶段，然后才是编译阶段。
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gcc -E 选项可以看到预处理之后的程序
用gcc的-E选项可以看到预处理之后、编译之前的程序，例如：
$ gcc -E main.c ... int a[20]; void gen_random(int upper_bound) { int i; for (i = 0; i < 20; i++) a[i] = rand() % upper_bound; } void print_random() { int i; for (i = 0; i < 20; i++) printf("%d ", a[i]); printf("\n"); } int main(void) { gen_random(10); print_random(); return 0; }
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预处理器做的工作
可见在这里预处理器做了两件事情，一是把头文件stdio.h和stdlib.h在代码中展开，二是把#define定义的标识符N替换成它的定义20（在代码中做了三处替换，分别位于数组的定义中和两个函数中）。
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预处理指令
像#include和#define这种以#号开头的行称为预处理指示（Preprocessing Directive），我们将在第20章学习其他预处理指示。
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cpp main.c 也有一样效果
此外，用cpp main.c命令也可以达到同样的效果，只做预处理而不编译，cpp表示C preprocessor。
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#define 除了可以定义常量还可以定义宏，处理阶段和枚举常量不一样
那么用#define定义的常量和第7.3节讲的枚举常量有什么区别呢？首先，define不仅用于定义常量，也可以定义更复杂的语法结构，称为宏（Macro）定义。
其次，define定义是在预处理阶段处理的，而枚举是在编译阶段处理的。
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include 和 define 不是关键字
注意，虽然include和define在预处理指示中有特殊含义，但它们并不是C语言的关键字，换句话说，它们也可以用作标识符，例如声明int include;或者void define(int);。
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预处理器只认#
在预处理阶段，如果一行以#号开头，后面跟include或define，预处理器就认为这是一条预处理指示，除此之外出现在其他地方的include或define预处理器并不关心，只当成普通的标识符交给编译阶段去处理。
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我们只要把#define N的值改为100000，就相当于把整个程序中所有用到N的地方都改为100000了。
如果我们不这么写，而是在定义数组时直接写成int a[20];，在每个循环中也直接使用20这个值，这称为硬编码（Hard coding）。
如果原来的代码是硬编码的，那么一旦需要把20改成100000就非常麻烦，你需要找遍整个代码，判断哪些20表示这个数组的长度就改为100000，哪些20表示别的数量则不做改动，如果代码很长，这是很容易出错的。
所以，写代码时应尽可能避免硬编码，这其实也是一个“提取公因式”的过程，和第7.2节讲的抽象具有相同的作用，就是避免一个地方的改动波及较大的范围。
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伪随机数是基于某个初值算出来的，初值相同整个数列相同
这正说明了这些数是伪随机数，是用一套确定的公式基于某个初值算出来的，只要初值相同，随后的整个数列就都相同。
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我们可以 srand 自己指定一个初值，每次就能生成不一样的随机数列
实际应用中不可能使用每次都一样的随机数，例如开发一个麻将游戏，每次运行这个游戏摸到的牌不应该是一样的。
因此，C标准库允许我们自己指定一个初值，然后在此基础上生成伪随机数，这个初值称为Seed，可以用srand函数指定Seed。
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通常用 time 函数的值作初值
通常我们通过别的途径得到一个不确定的数作为Seed，例如调用time函数得到当前系统时间距1970年1月1日00:00:00（各种派生自UNIX的系统都把这个时刻称为Epoch，因为UNIX系统最早发明于1969年。）的秒数，然后传给srand：
srand(time(NULL));
然后再调用rand，得到的随机数就和刚才完全不同了。
调用time函数需要包含头文件time.h，这里的NULL表示空指针，到第22.1节再详细解释。
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字符串字面值是字符型的数组
字符串字面值和数组类型相似，它的每个元素是字符型的。
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每个字符串字面值末尾有 \0
注意每个字符串末尾都有一个字符'\0'做结束符，这里的\0是ASCII码的八进制表示，也就是ASCII码为0的Null字符，所以字符串也称为“以Null结尾的字符串”（Null-terminated String）。
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可以用下标访问字符串中的字符
数组元素可以通过数组名加下标的方式访问，而字符串字面值也可以像数组名一样使用，可以加下标访问其中的字符，例如：
char c = "Hello, world.\n"[14];
把"Hello, world.\n"这个字符串看作一个数组，从图8.2可以看出，下标14的位置是字符'\0'，所以这个语句把'\0'赋给变量c。
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不能通过下标修改字符串中的字符
注意，通过下标可以读取字符串字面值中的字符，却不允许修改其中的字符：
"Hello, world.\n"[0] = 'A';
这行代码会产生编译错误“error: assignment of read-only location”，即字符串字面值所代表的存储空间是只读的，不允许修改。
字符串字面值还有一点和数组类型相似，做右值使用时自动转换成指向首元素的指针，在第3.3节我们看到printf原型的第一个参数是指针类型，而printf("hello world")其实就是传一个指针参数给printf，关于字符串字面值和指针的关系将在第22.4节详细解释。
printf("This is such a long sentence that "
"it cannot be held within a line\n");C编译器会自动把相邻的多个字符串接在一起，以上两个字符串相当于一个字符串"This is such a long sentence that it cannot be held within a line\n"。
注意这个语法有时候会带来一点麻烦，比如下面这段代码在语法上没有问题，但在语义上有问题，你能看出是什么问题吗？
char days[8][20] = { "", "Monday", "Tuesday"
"Wednesday", "Thursday", "Friday"
"Saturday", "Sunday" };-
字符数组可以用一个字符串字面值来初始化
字符串字面值有一种特殊用法，前面讲过数组可以像结构体一样初始化，如果是字符数组，也可以用一个字符串字面值来初始化：
char str[10] = "Hello";
相当于：
char str[10] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0' };
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字符串不能赋值给字符数组
这个语法的特殊之处在于，在这里字符串字面值和数组的用法并不相似，我们不能用一个数组给另一个数组初始化，却可以用一个字符串字面值给一个数组初始化。
另一方面，我们不能把一个数组赋值给另一个数组，同样也不能把一个字符串字面值赋值给一个数组。这些特殊规定没什么道理可讲，一切都可归结于历史原因。
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字符串字面值太短了
str的后4个元素没有指定，自动初始化为'\0'，即Null字符。
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字符串字面值为 "" 10.2
用空字符串""初始化一个字符数组，相当于所有元素用'\0'初始化。
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只要是 Null 结尾的都叫字符串
注意，虽然字符串字面值"Hello"是只读的，但用它初始化的数组str却是可读可写的。数组str中保存了一串字符，以Null字符结尾，也可以叫字符串。在本书中只要是以Null结尾的一串字符都叫字符串，不管是像str这样的字符数组，还是像"Hello"这样的字符串字面值。
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字符串字面值太长了
如果用于初始化的字符串字面值比数组还长，比如：
char str[10] = "Hello, world.\n"
则数组str只包含字符串的前10个字符，不包含Null字符，这种情况编译器会给出警告。
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用字符串初始化字符数组时最好不指定数组长度
如果要用一个字符串字面值准确地初始化一个字符数组，最好的办法是不指定数组的长度，让编译器自己计算：
char str[] = "Hello, world.\n";
字符串字面值的长度包括Null字符在内一共15个字符，编译器会确定数组str的长度为15。
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字符串比数组长 1
有一种情况需要特别注意，如果用于初始化的字符串字面值比数组刚好长出一个Null字符的长度，比如：
char str[14] = "Hello, world.\n";
则数组str不包含Null字符，并且编译器不会给出警告，参考文献[6]的6.7.8节说这样规定是为程序员方便，以前的很多编译器都是这样实现的，不管它有理没理，C标准既然这么规定了我们也没办法，只能自己小心了。
补充一点，printf函数的格式化字符串中可以用%s表示字符串的占位符。
在学习字符数组以前，我们用%s没什么意义，因为：
printf("string: %s\n", "Hello");还不如写成：
printf("string: Hello\n");但现在字符串可以保存在一个数组里面，用%s来打印就很有必要了：
printf("string: %s\n", str);-
printf 会从字符数组的开头一直打印到 Null 字符
printf会从数组str的开头一直打印到Null字符为止，Null字符本身是Non-printable字符，不打印。
这其实是一个危险的信号：如果数组str中没有Null字符，那么printf函数就会访问数组越界，后果可能会很诡异，有时候打印出乱码，有时候看起来没错误，有时候引起程序崩溃。
就像结构体可以嵌套一样，数组也可以嵌套，一个数组的元素可以是另外一个数组，这样就构成了多维数组（Multi-dimensional Array）。
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平坦初始化
例如定义并初始化一个二维数组：
int a[3][2] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
数组a有3个元素，a[0]、a[1]、a[2]。每个元素也是一个数组，例如a[0]是一个数组，它有两个元素a[0][0]、a[0][1]，这两个元素的类型是int，值分别是1、2，同理，数组a[1]的两个元素是3、4，数组a[2]的两个元素是5、0。
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Row-major and column-major
从概念模型上看，这个二维数组是三行两列的表格，元素的两个下标分别是行号和列号。从物理模型上看，这六个元素在存储器中仍然是连续存储的，就像一维数组一样，相当于把概念模型的表格一行一行接起来拼成一串，C语言的这种存储方式称为Row-major方式，而有些编程语言（例如FORTRAN）是把概念模型的表格一列一列接起来拼成一串存储的，称为Column-major方式。
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嵌套初始化
多维数组也可以像嵌套结构体一样用嵌套Initializer初始化，例如上面的二维数组也可以这样初始化：
int a[3][2] = { { 1, 2 }, { 3, 4 }, { 5, } };
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Memberwise initialization
利用C99的新特性也可以做Memberwise Initialization，例如：
int a[3][2] = { [0][1] = 9, [2][1] = 8 };
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结构体和数组嵌套
结构体和数组嵌套的情况也可以做Memberwise Initialization，例如：
struct complex_struct { double x, y; } a[4] = { [0].x = 8.0 }; struct { double x, y; int count[4]; } s = { .count[2] = 9 };
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嵌套使用字符串字面值初始化多维字符数组
如果是多维字符数组，也可以嵌套使用字符串字面值做Initializer，例如：
char days[8][10] = { "", "Monday", "Tuesday", "Wednesday", "Thursday", "Friday", "Saturday", "Sunday" };
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简洁是因为用数据代替了代码
这个程序和例4.1的功能其实是一样的，但是代码简洁多了。简洁的代码不仅可读性强，而且维护成本也低，像例4.1那样一堆case、printf和break，如果漏写一个break就要出Bug。这个程序之所以简洁，是因为用数据代替了代码。
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数据驱动的编程：选择正确的数据结构最重要
具体来说，通过下标访问字符串组成的数组可以代替一堆case分支判断，这样就可以把每个case里重复的代码（printf调用）提取出来，从而又一次达到了“提取公因式”的效果。
这种方法称为数据驱动的编程（Data-driven Programming），写代码最重要的是选择正确的数据结构来组织信息，设计控制流程和算法尚在其次，只要数据结构选择得正确，其他代码自然而然就变得容易理解和维护了，就像这里的printf自然而然就被提取出来了。
参考文献[13]的第9章说：“Show me your flowcharts and conceal your tables, and I shall continue to be mystified. Show me your tables, and I won't usually need your flowcharts; they'll be obvious.”
以往我们写的程序都只有打印输出，在这个程序中我们第一次碰到处理用户输入的情况。我们简单介绍一下scanf函数的用法，到第24.2.9节再详细解释。
scanf("%d", &man)这个调用的功能是等待用户输入一个整数并回车，这个整数会被scanf函数保存在man这个整型变量里。
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scanf 返回值
如果用户输入合法（输入的确实是数字而不是别的字符），则scanf函数返回1，表示成功读入一个数据。
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scanf 也可以用转换说明
和printf类似，scanf也可以用%c、%f、%s等转换说明。
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用 & 和不用 & 的情况
如果在传给scanf的第一个参数中用%d、%f或%c表示读入一个整数、浮点数或字符，则第二个参数的形式应该是&运算符加相应类型的变量名，表示读进来的数保存到这个变量中，&运算符的作用是得到一个指针类型，到第22.1节再详细解释；
如果在第一个参数中用%s读入一个字符串，则第二个参数应该是数组名，数组名前面不加&，因为数组类型做右值时自动转换成指针类型，在第10.2节有scanf读入字符串的例子。
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scanf 读入字符串 10.2
scanf("%s", input);这个调用的功能是等待用户输入一个字符串并回车，scanf把其中第一段非空白（非空格、Tab、换行）的字符串保存到input数组中，并自动在末尾添加'\0'。
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