C++ 数组
- 数组定义:C++中的数组是一种变量,可以存储同一类型的多个值。例如,
double grade[27];
可以存储最多27个double
类型的元素。 - 访问和初始化数组元素:C++中的数组元素与一个数字关联,称为数组索引。可以通过这些索引访问数组元素。数组也可以在声明时初始化,例如
int x[6] = {19, 10, 8, 17, 9, 15};
。 - 数组边界问题:如果尝试访问数组声明的大小之外的元素,例如数组大小为10但尝试访问第11个元素,则会导致未定义行为。
在 C++ 中,数组是一种可以存储同类型多个值的变量。例如,
假设一个班级有 27 个学生,我们需要存储他们所有人的成绩。与其创建 27 个单独的变量,我们可以简单地创建一个数组:
double grade[27];
这里,grade 是一个可以容纳最多 27 个 double
类型元素的数组。
在 C++ 中,数组的大小和类型在声明后不能更改。
C++ 数组声明
dataType arrayName[arraySize];
例如,
int x[6];
这里,
int
- 存储元素的类型- x - 数组的名称
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与一个数字相关联。这个数字被称为数组索引。我们可以使用这些索引来访问数组的元素。
// 访问数组元素的语法
array[index];
考虑我们上面看到的数组 x。
需要记住的几件事:
- 数组索引从
0
开始。意味着 x[0] 是存储在索引0
的第一个元素。 - 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。 - 数组元素具有连续的地址。例如,假设
x[0]
的起始地址是 2120。 那么,下一个元素x[1]
的地址将是 2124,x[2]
的地址将是 2128,依此类推。 这里,每个元素的大小增加了 4。这是因为int
的大小是 4 字节。
C++ 数组初始化
在 C++ 中,可以在声明时初始化数组。例如,
// 声明并初始化数组
int x[6] = {19, 10, 8, 17, 9, 15};
声明并初始化数组的另一种方法:
// 声明并初始化数组
int x[] = {19, 10, 8, 17, 9, 15};
这里,我们没有提到数组的大小。在这种情况下,编译器会自动计算大小。
C++ 数组中的空成员
在 C++ 中,如果一个数组的大小为 n
, 我们可以在数组中存储最多 n 个元素。但是,如果我们存储的元素少于 n 个会怎样?
例如,
// 在数组中只存储 3 个元素
int x[6] = {19, 10, 8};
这里,数组 x 的大小为 6
。然而,我们只用了 3 个元素初始化它。
在这种情况下,编译器会为剩余的位置分配随机值。这个随机值通常是 0
。
如何插入和打印数组元素?
int mark[5] = {19, 10, 8, 17, 9}
// 将第 4 个元素更改为 9
mark[3] = 9;
// 从用户处获取输入
// 将值存储在第三个位置
cin >> mark[2];
// 从用户处获取输入
// 插入到第 i 个位置
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 << "这些数字是: ";
// 打印数组元素
// 使用基于范围的 for 循环
for (const int &n : numbers) {
cout << n << " ";
}
cout << "\n这些数字是: ";
// 打印数组元素
// 使用传统的 for 循环
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
cout << numbers[i] << " ";
}
return 0;
}
输出
这些数字是: 7 5 6 12 35
这些数字是: 7 5 6 12 35
这里,我们使用了 for
循环从 i = 0
到 i = 4
迭代。在每次迭代中,我们打印了 numbers[i]
。
我们再次使用了基于范围的 for
循环来打印数组的元素。
注意: 在我们的范围 for 循环中,我们使用了 const int &n
而不是 int n
作为范围声明。然而,使用 const int &n
更受欢迎,因为:
- 使用
int n
仅在每次迭代中将数组元素复制到变量 n。这不是内存效率高的方法。
&n, 则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。这是内存效率高的方法。2. 我们只是打印数组元素,而不修改它们。因此,我们使用 const
,以免意外更改数组的值。
示例 2:从用户那里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 << "输入 5 个数字: " << endl;
// 从用户处存储输入到数组
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
cin >> numbers[i];
}
cout << "这些数字是: ";
// 打印数组元素
for (int n = 0; n < 5; ++n) {
cout << numbers[n] << " ";
}
return 0;
}
输出
输入 5 个数字:
11
12
13
14
15
这些数字是: 11 12 13 14 15
再次,我们使用了 for
循环从 i = 0
到 i = 4
迭代。在每次迭代中,我们从用户那里获取输入并存储在 numbers[i]
中。
然后,我们使用了另一个 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() {
// 初始化一个未指定大小的数组
double numbers[] = {7, 5, 6, 12, 35, 27};
double sum = 0;
double count = 0;
double average;
cout << "这些数字是:";
// 打印数组元素
// 使用基于范围的for循环
for (const double &n : numbers) {
cout << n << " ";
// 计算总和
sum += n;
// 计算数组元素数量
++count;
}
// 打印总和
cout << "\n它们的总和 = " << sum << endl;
// 计算平均值
average = sum / count;
cout << "它们的平均值 = " << average << endl;
return 0;
}
输出
这些数字是:7 5 6 12 35 27
它们的总和 = 92
它们的平均值 = 15.3333
在这个程序中:
-
我们初始化了一个名为numbers的double数组,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添加到sum中。 -
我们还在每次迭代中将count的值增加
1
,以便在for循环结束时可以得到数组的大小。 -
打印所有元素后,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;
给出。
注意: 我们使用了基于范围的for
循环而不是普通的for
循环。
普通的for
循环要求我们指定迭代次数,由数组的大小给出。
但是基于范围的for
循环不需要这样的指定。
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。
然而,如果我们尝试访问索引10或超过10的元素,将导致未定义行为。