C++ 数组使用指南

在 C++ 中，数组是一个变量，可以存储多个相同类型的值。例如，

假设一个班级有 27 名学生，我们需要存储所有学生的成绩。我们可以简单地创建一个数组，而不是创建 27 个单独的变量：

double grade[27];

这里， grade 是一个数组，最多可以容纳 27 个 double 类型的元素。

在 C++ 中，数组的大小和类型在声明后不能更改。

C++ 数组声明

下面展示了 C++ 声明数组变量的语法：

dataType arrayName[arraySize];

例如，

int x[6];

这里，

int - 要存储的元素类型
x - 数组名称
6 - 数组的大小

访问 C++ 数组中的元素

在 C++ 中，数组中的每个元素都有一个位置索引。我们可以通过使用这些索引来访问数组的元素。

array[index];

下图展示了上面声明的 x 数组的索引

要记住的几件事：

数组索引从 0 开始。 x[0] 是存储在数组中的第一个元素 0 。
如果数组的大小为 n，则最后一个元素存储在索引 (n-1) 处。在这个例子中，x[5] 是最后一个元素。
数组的元素具有连续的地址。例如，假设 x[0] 的起始地址是 2120d。然后，下一个元素 x[1] 的地址将是 2124d， x[2] 的地址将是 2128d，依此类推。

这里，每个数组元素的地址比前一个增加了 4。这是因为的 int 大小是 4 个字节。

C++ 数组初始化

在 C++ 中，可以在声明期间初始化数组。例如，

int x[6] = {19, 10, 8, 17, 9, 15};

在声明期间初始化数组时可以不指定数组的大小：

int x[] = {19, 10, 8, 17, 9, 15};

在这里，我们没有指定数组的大小。在这种情况下，编译器会自动计算大小。

具有空成员的 C++ 数组

在 C++ 中，如果一个数组的大小是 n，我们最多可以在数据中存储 n 个元素。但是，如果我们存储的数量少于 n 元素的数量。

例如，

int x[6] = {19, 10, 8};

这里，数组 x 大小为 6。但是，我们仅使用 3 个元素对其进行了初始化。

在这种情况下，编译器会为其余位置分配随机值。通常，这个随机值为 0 。

如何插入和打印数组元素？

假设我们有如下的数组：

int mark[5] = {19, 10, 8, 17, 9}

下面展示了对数组元素的几种常用的操作：

将第 4 个元素改为 9
```
mark[3] = 9;
```
将用户的输入存储在数字的第 3 个元素中
```
cin >> mark[2];
```
将用户的输入存在第 i 个元素中
```
cin >> mark[i-1];
```
打印数组的第一个元素
```
cout << mark[0];
```
打印数组的第 i 个元素
```
cout >> mark[i-1];
```

示例 1：显示数组元素

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int numbers[5] = {7, 5, 6, 12, 35};

    cout << "The numbers are: ";

    // 基于索引的打印
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        cout << numbers[i] << "  ";
    }

    cout << "\nThe numbers are: ";

    // 基于范围的打印
    for (const int &n : numbers) {
        cout << n << "  ";
    }

    return 0;
}

输出

The numbers are: 7 5 6 12 35
The numbers are: 7 5 6 12 35

在这里，我们先使用了一个 for 循环从 i = 0 到 i = 4 进行迭代。在每次迭代中，我们都打印了 numbers[i] .

我们再次使用基于范围的 for 循环来打印出数组的元素。要了解有关此循环的更多信息，请查看C++ Ranged for Loop。

**注意：**在我们基于范围的循环中，我们使用了代码 const int &n 而不是 int n 作为范围声明。但是， const int &n 更优选，因为：

使用 int n，在每次迭代中只是简单地将数组元素复制到变量 n 。这不是内存有效的。

但是， &n会使用数组元素的内存地址来访问它们的数据，而无需将它们复制到新变量中。这是内存有效的。
我们只是打印数组元素，而不是修改它们。因此，我们使用 const 以免意外更改数组的值。

示例 2：从用户获取输入并将它们存储在数组中

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int numbers[5];

    cout << "Enter 5 numbers: " << endl;

    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        cin >> numbers[i];
    }

    cout << "The numbers are: ";

    for (int n = 0; n < 5; ++n) {
        cout << numbers[n] << "  ";
    }

    return 0;
}

输出

Enter 5 numbers: 11 12 13 14 15
The numbers are: 11 12 13 14 15

这里，我们使用 for 循环从 i = 0 到迭代 i = 4 。在每次迭代中，我们从用户那里获取输入并将其存储在 numbers[i] .

然后，我们使用另一个 for 循环来打印所有数组元素。

示例 3：使用 for 循环显示数组元素的总和和平均值

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {

    double numbers[] = {7, 5, 6, 12, 35, 27};

    double sum = 0;
    double count = 0;
    double average;

    cout << "The numbers are: ";

    for (const double &n : numbers) {
        cout << n << "  ";

        //  计算综合
        sum += n;

        // 计算数量
        ++count;
    }

    // 打印综合
    cout << "\nTheir Sum = " << sum << endl;

    // 计算平均数并打印
    average = sum / count;
    cout << "Their Average = " << average << endl;

    return 0;
}

输出

The numbers are: 7 5 6 12 35 27
Their Sum = 92
Their Average = 15.3333

在这个程序中：

我们初始化了一个 double 数组并命名为 number，但没有指定其大小。我们还声明了三个double 变量 sum, count 和 average。

这里， sum =0 和 count = 0 。
然后我们使用基于范围的 for 循环来打印数组元素。在循环的每次迭代中，我们将当前数组元素累加到 sum.
我们还在每次迭代中为 count 增加了 1，以便我们可以在 for 循环结束时获得数组的大小。
打印完所有元素后，我们打印所有数字的总和和平均值。数字的平均值由 average = sum / count; 计算得出。

**注意：**我们使用了基于范围的 for 循环而不是普通 for 循环。

普通 for 循环要求我们指定迭代次数，该次数由数组的大小给出。但是远程 for 循环不需要知道数组的大小。

C++ 数组越界

如果我们声明一个大小为 10 的数组，那么该数组将包含从索引 0 到 9 的元素。但是，如果我们尝试访问索引为 10 或超过 10 的元素，则会导致未定义行为。

结论

在本教程中，我们学习了 C++ 变成语言中的数组以及各种用法。

C++ 数组是是可以存储多个值的容器。
声明数组需要指定数组的大小，但是在声明时直接初始化则不需要指定大小。
数组元素可以直接通过索引进行访问。数组的索引从 0 开始。
C++ 数组可以使用基于索引的 for 循环或者基于范围的 for 循环进行遍历。