C++ ——数组
C++ 中的“数组”是一种基本的数据结构，它代表了一段连续的内存区域，用于存储固定数量的相同类型的数据元素。下面对C++中的数组进行全面介绍：

定义数组

定义数组的基本语法如下：

数据类型 名称[大小];

其中：

• 数据类型：指明数组中每个元素的类型，可以是任何C++内置类型（如 int、float、char）或用户自定义类型（如结构体、类）。
• 名称：为数组赋予一个唯一的标识符，用于在程序中引用该数组。
• 大小：是一个非负整数常量表达式，表示数组中元素的数目。注意，数组大小在编译时就必须确定，不能动态改变。

例如，定义一个包含5个整数的数组：

int numbers[5];

这表示创建了一个名为 numbers 的数组，能够存储5个 int 类型的值。

初始化数组

数组可以在定义时直接初始化，通过在大括号 {} 内列出初始值，按照从左到右的顺序依次赋给数组元素。如果初始值数量小于数组大小，剩余元素将被默认初始化（通常是整型为0，浮点型为0.0，对象类型为构造函数的默认值）。例如：

int scores[5] = {100, 95, 9Ⅰ8, 85, 80};

或者，如果初始值数量与数组大小相同，可以省略数组大小：

int scores[] = {100, 95, 98, 85, 80}; // 编译器自动推断出数组大小为5

也可以使用花括号列表的初始化形式来初始化所有元素为同一值：

int emptyArray[10] = {0}; // 所有元素都初始化为0

访问数组元素

数组元素通过索引来访问，索引是从0开始的整数。访问数组元素的语法是：

数组名[索引]

合法的索引范围是 0 到 数组大小 - 1。例如，访问 numbers 数组的第一个和最后一个元素：

int firstElement = numbers[0]; // 获取第一个元素
int lastElement = numbers[4]; // 获取最后一个元素

访问越界元素会导致未定义行为，这是C++编程中的常见错误源。

一维数组与多维数组

C++ 支持一维数组（线性数组）、二维数组（表格状数组）乃至更高维度的数组。二维数组可以看作是数组的数组，其定义语法如下：

数据类型 名称[行数][列数];

例如，定义一个3行4列的整数矩阵：

int matrix[3][4];

访问二维数组元素时需要提供两个索引，分别对应行和列：

matrix[row][column];

数组与指针

数组名被视为指向其首元素的常量指针。因此，可以使用指针运算来遍历数组：

for (int i = 0; i < 5; ++i) {cout << numbers[i] << ' ';
}// 或者使用指针
int *p = numbers;
for (int i = 0; i < 5; ++i, ++p) {cout << *p << ' ';
}

数组的局限性

尽管数组在简单数据存储和快速随机访问上很有用，但它们有一些固有的局限性：

• 固定大小：一旦数组创建，其大小就不能改变。如果需要动态调整容量，通常需要使用 std::vector 这样的容器类。
• 内存连续性要求：对于大数据集或复杂数据结构，连续内存分配可能变得困难，且可能导致内存碎片。
• 没有内置边界检查：访问越界不会引发运行时错误，而是导致未定义行为，这在调试时可能难以察觉。

现代C++中的替代方案

在现代C++编程中，虽然数组仍然是基础数据结构，但为了克服其局限性并利用标准库提供的便利，通常推荐使用标准模板库（STL）中的容器，如 std::vector、std::array 或 std::deque。这些容器提供了动态大小调整、边界检查、迭代器支持、算法集成等更高级的功能，增强了代码的健壮性和可维护性。

总结来说，C++ 中的数组是一种基础而高效的存储多个同类型数据的方式，理解其定义、初始化、访问方法以及局限性对于编写和调试C++程序至关重要。在实际项目中，应根据具体需求权衡使用原生数组还是更高级的容器类。

以下是一个C++程序实例，演示了如何定义、初始化、访问一维数组以及使用循环遍历数组：

#include <iostream>int main() {// 定义并初始化一个包含5个整数的数组int grades[5] = {85, 92, 76, 9¾, 88};// 访问并输出数组中的特定元素std::cout << "First grade: " << grades[0] << std::endl;std::cout << "Last grade: " << grades[4] << std::endl;// 使用循环遍历并输出整个数组std::cout << "All grades:" << std::endl;for (size_t i = 0; i < 5; ++i) {std::cout << "Grade " << (i + 1) << ": " << grades[i] << std::endl;}return 0;
}

在这个示例中：

1. 首先包含了 <iostream> 头文件，以便使用 std::cout 进行输出。

2. 定义了一个名为 grades 的一维数组，类型为 int，大小为5。同时使用初始化列表 {85, 92, 76, 9¾, 88} 对数组进行了初始化，每个值对应数组的一个元素。

3. 使用 grades[0] 和 grades[4] 分别访问并输出数组的第一个（索引为0）和最后一个（索引为4）元素。

4. 使用 for 循环遍历数组。循环变量 i 从0开始，每次递增1，直到达到数组大小（5）。在每次循环中，通过 grades[i] 访问当前索引处的元素，并将其值输出。同时输出了当前元素对应的索引位置（i + 1），使得输出结果更易读。

编译并运行上述程序，将得到类似以下的输出：

First grade: 85
Last grade: 88
All grades:
Grade 1: 85
Grade 2: 92
Grade 3: 76
Grade 4: 9¾
Grade 5: 88

这个实例展示了C++中数组的基本操作，包括定义、初始化、访问以及遍历。在实际编程中，可以根据需要对数组进行更复杂的操作，如排序、查找、统计等。

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