C++基础了解-13-C++ 数组

@C++ 数组

一、C++ 数组

C++ 支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

数组的声明并不是声明一个个单独的变量，比如 number0、number1、…、number99，而是声明一个数组变量，比如 numbers，然后使用 numbers[0]、numbers[1]、…、numbers[99] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。

所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素

二、声明数组

在 C++ 中要声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量，如下所示：

type arrayName [ arraySize ];

这叫做一维数组。arraySize 必须是一个大于零的整数常量，type 可以是任意有效的 C++ 数据类型。例如，要声明一个类型为 double 的包含 10 个元素的数组 balance，声明语句如下：

double balance[10];

现在 balance 是一个可用的数组，可以容纳 10 个类型为 double 的数字

三、初始化数组

在 C++ 中，可以逐个初始化数组，也可以使用一个初始化语句，如下所示：

double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

大括号 { } 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。

如果省略掉了数组的大小，数组的大小则为初始化时元素的个数。因此，如果：

double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};

将创建一个数组，它与前一个实例中所创建的数组是完全相同的。下面是一个为数组中某个元素赋值的实例：

balance[4] = 50.0;

上述的语句把数组中第五个元素的值赋为 50.0。所有的数组都是以 0 作为它们第一个元素的索引，也被称为基索引，数组的最后一个索引是数组的总大小减去 1。以下是上面所讨论的数组的的图形表示：

四、访问数组元素

数组元素可以通过数组名称加索引进行访问。元素的索引是放在方括号内，跟在数组名称的后边。例如：

double salary = balance[9];

上面的语句将把数组中第 10 个元素的值赋给 salary 变量。下面的实例使用了上述的三个概念，即，声明数组、数组赋值、访问数组：

#include <iostream>
using namespace std;#include <iomanip>
using std::setw;int main ()
{int n[ 10 ]; // n 是一个包含 10 个整数的数组// 初始化数组元素          for ( int i = 0; i < 10; i++ ){n[ i ] = i + 100; // 设置元素 i 为 i + 100}cout << "Element" << setw( 13 ) << "Value" << endl;// 输出数组中每个元素的值                     for ( int j = 0; j < 10; j++ ){cout << setw( 7 )<< j << setw( 13 ) << n[ j ] << endl;}return 0;
}

Element Value
0 100
1 101
2 102
3 103
4 104
5 105
6 106
7 107
8 108
9 109
C++ setw() 函数

C++ setw() 函数用于设置字段的宽度，语法格式如下：

setw(n)
n 表示宽度，用数字表示。

setw() 函数只对紧接着的输出产生作用。
当后面紧跟着的输出字段长度小于 n 的时候，在该字段前面用空格补齐，当输出字段长度大于 n 时，全部整体输出

#include <iostream>
#include <iomanip>using namespace std;int main()
{// 开头设置宽度为 4，后面的 runoob 字符长度大于 4，所以不起作用cout << setw(4) << "runoob" << endl;// 中间位置设置宽度为 4，后面的 runoob 字符长度大于 4，所以不起作用cout << "runoob" << setw(4) << "runoob" << endl;// 开头设置间距为 14，后面 runoob 字符数为6，前面补充 8 个空格cout << setw(14) << "runoob" << endl;// 中间位置设置间距为 14 ，后面 runoob 字符数为6，前面补充 8 个空格cout << "runoob" << setw(14) << "runoob" << endl;return 0;
}

runoob
runoobrunoobrunoob
runoob        runoob

setw() 默认填充的内容为空格，可以 setfill() 配合使用设置其他字符填充

#include <iostream>
#include <iomanip>using namespace std;int main()
{cout << setfill('*')  << setw(14) << "runoob" << endl;return 0;
}

以上代码输出结果为：

********runoob

五、C++ 中数组详解

在 C++ 中，数组是非常重要的，我们需要了解更多有关数组的细节

5.1 多维数组

C++ 支持多维数组。多维数组声明的一般形式如下：

type name[ size1][size2]…[sizeN];

例如，下面的声明创建了一个三维 5 . 10 . 4 整型数组：

int threedim[ 5][10][4];

二维数组
多维数组最简单的形式是二维数组。一个二维数组，在本质上，是一个一维数组的列表。声明一个 x 行 y 列的二维整型数组，形式如下：

type arrayName [ x ][ y ];

其中，type 可以是任意有效的 C++ 数据类型，arrayName 是一个有效的 C++ 标识符。

一个二维数组可以被认为是一个带有 x 行和 y 列的表格。下面是一个二维数组，包含 3 行和 4 列：

初始化二维数组
多维数组可以通过在括号内为每行指定值来进行初始化。下面是一个带有 3 行 4 列的数组。

int a[3][4] = {  {0, 1, 2, 3} ,   /*  初始化索引号为 0 的行 */{4, 5, 6, 7} ,   /*  初始化索引号为 1 的行 */{8, 9, 10, 11}   /*  初始化索引号为 2 的行 */
};

内部嵌套的括号是可选的，下面的初始化与上面是等同的：

int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};

访问二维数组元素
二维数组中的元素是通过使用下标（即数组的行索引和列索引）来访问的。例如：

int val = a[2][3];

使用嵌套循环来处理二维数组：

#include <iostream>
using namespace std;int main ()
{// 一个带有 5 行 2 列的数组int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}};// 输出数组中每个元素的值                      for ( int i = 0; i < 5; i++ )for ( int j = 0; j < 2; j++ ){cout << "a[" << i << "][" << j << "]: ";cout << a[i][j]<< endl;}return 0;
}

a[0][0]: 0
a[0][1]: 0
a[1][0]: 1
a[1][1]: 2
a[2][0]: 2
a[2][1]: 4
a[3][0]: 3
a[3][1]: 6
a[4][0]: 4
a[4][1]: 8

如上所述，可以创建任意维度的数组，但是一般情况下，我们创建的数组是一维数组和二维数组

5.2 指向数组的指针

数组名是指向数组中第一个元素的常量指针。因此，在下面的声明中：

double runoobAarray[50];

runoobAarray 是一个指向 &runoobAarray[0] 的指针，即数组 runoobAarray 的第一个元素的地址。因此，下面的程序片段把 p 赋值为 runoobAarray 的第一个元素的地址：

double *p;
double runoobAarray[10];p = runoobAarray;

使用数组名作为常量指针是合法的，反之亦然。因此，*(runoobAarray + 4) 是一种访问 runoobAarray[4] 数据的合法方式。

一旦把第一个元素的地址存储在 p 中，您就可以使用 p、(p+1)、*(p+2) 等来访问数组元素。下面的实例演示了上面讨论到的这些概念：

#include <iostream>
using namespace std;int main ()
{// 带有 5 个元素的双精度浮点型数组double runoobAarray[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};double *p;p = runoobAarray;// 输出数组中每个元素的值cout << "使用指针的数组值 " << endl; for ( int i = 0; i < 5; i++ ){cout << "*(p + " << i << ") : ";cout << *(p + i) << endl;}cout << "使用 runoobAarray 作为地址的数组值 " << endl;for ( int i = 0; i < 5; i++ ){cout << "*(runoobAarray + " << i << ") : ";cout << *(runoobAarray + i) << endl;}return 0;
}

使用指针的数组值
*(p + 0) : 1000
*(p + 1) : 2
*(p + 2) : 3.4
*(p + 3) : 17
*(p + 4) : 50
使用 runoobAarray 作为地址的数组值
*(runoobAarray + 0) : 1000
*(runoobAarray + 1) : 2
*(runoobAarray + 2) : 3.4
*(runoobAarray + 3) : 17
*(runoobAarray + 4) : 50

在上面的实例中，p 是一个指向 double 型的指针，这意味着它可以存储一个 double 类型的变量。一旦我们有了 p 中的地址，*p 将给出存储在 p 中相应地址的值，正如上面实例中所演示的

5.3 传递数组给函数

C++ 中可以通过指定不带索引的数组名来传递一个指向数组的指针。

C++ 传数组给一个函数，数组类型自动转换为指针类型，因而传的实际是地址。

如果想要在函数中传递一个一维数组作为参数，您必须以下面三种方式来声明函数形式参数，这三种声明方式的结果是一样的，因为每种方式都会告诉编译器将要接收一个整型指针。同样地，也可以传递一个多维数组作为形式参数
方式 1
形式参数是一个指针：

void myFunction(int *param)
{
.
.
.
}

方式 2
形式参数是一个已定义大小的数组：

void myFunction(int param[10])
{
.
.
.
}

式 3
形式参数是一个未定义大小的数组：

void myFunction(int param[])
{
.
.
.
}

下面这个函数，它把数组作为参数，同时还传递了另一个参数，根据所传的参数，会返回数组中各元素的平均值：

double getAverage(int arr[], int size)
{int    i, sum = 0;       double avg;          for (i = 0; i < size; ++i){sum += arr[i];}avg = double(sum) / size;return avg;
}

调用上面的函数，如下所示：

#include <iostream>
using namespace std;// 函数声明
double getAverage(int arr[], int size);int main ()
{// 带有 5 个元素的整型数组int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};double avg;// 传递一个指向数组的指针作为参数avg = getAverage( balance, 5 ) ;// 输出返回值cout << "平均值是：" << avg << endl; return 0;
}

平均值是： 214.4
就函数而言，数组的长度是无关紧要的，因为 C++ 不会对形式参数执行边界检查

5.4 从函数返回数组

C++ 不允许返回一个完整的数组作为函数的参数。但是，您可以通过指定不带索引的数组名来返回一个指向数组的指针。

如果想要从函数返回一个一维数组，必须声明一个返回指针的函数，如下：

int * myFunction()
{
.
.
.
}

另外，C++ 不支持在函数外返回局部变量的地址，除非定义局部变量为 static 变量。

现在，让我们来看下面的函数，它会生成 10 个随机数，并使用数组来返回它们，具体如下：

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>using namespace std;// 要生成和返回随机数的函数
int * getRandom( )
{static int  r[10];// 设置种子srand( (unsigned)time( NULL ) );for (int i = 0; i < 10; ++i){r[i] = rand();cout << r[i] << endl;}return r;
}// 要调用上面定义函数的主函数
int main ()
{// 一个指向整数的指针int *p;p = getRandom();for ( int i = 0; i < 10; i++ ){cout << "*(p + " << i << ") : ";cout << *(p + i) << endl;}return 0;
}

624723190
1468735695
807113585
976495677
613357504
1377296355
1530315259
1778906708
1820354158
667126415
*(p + 0) : 624723190
*(p + 1) : 1468735695
*(p + 2) : 807113585
*(p + 3) : 976495677
*(p + 4) : 613357504
*(p + 5) : 1377296355
*(p + 6) : 1530315259
*(p + 7) : 1778906708
*(p + 8) : 1820354158
*(p + 9) : 667126415

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