数组

描述

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。

数组是存放相同类型对象的容器,数组中存放的对象没有名字,而是要通过其所在的位置访问。数组的大小是固定的,不能随意改变数组的长度。

声明数组

数组的声明形如 a[d],其中,a 是数组的名字,d 是数组中元素的个数。在编译时,d 应该是已知的,也就是说,d 应该是一个整型的常量表达式。

unsigned int d1 = 42;
const int d2 = 42;
int arr1[d1];  // 错误:d1 不是常量表达式
int arr2[d2];  // 正确:arr2 是一个长度为 42 的数组

注意:

  • 不能将一个数组直接赋值给另一个数组

  • 应该尽量将较大的数组定义为全局变量

初始化数组

可以使用一个初始化语句,对数组中的元素进行赋值,如下所示:

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

注: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

如果忽略了中括号的数字,那么数组的长度就是初始化时元素的个数。

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

也可以对元素进行赋值:

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:

访问数组元素

可以通过下标运算符 [] 来访问数组内元素,数组的索引(即方括号中的值)从 0 开始。以一个包含 10 个元素的数组为例,它的索引为 0 到 9,而非 1 到 10。

但在 OI 中,为了使用方便,我们通常会将数组开大一点,不使用数组的第一个元素,从下标 1 开始访问数组元素。

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。

越界访问下标

数组的下标$i$ 应当满足$0<=i<size$,如果下标越界,则会产生不可预料的后果,如段错误(Segmentation Fault),或者修改预期以外的变量。

多维数组

多维数组的实质是「数组的数组」,即外层数组的元素是数组。一个二维数组需要两个维度来定义:数组的长度和数组内元素的长度。

多维数组声明的一般形式如下:

type name[size1][size2]...[sizeN];

我们经常使用嵌套的 for 循环来处理二维数组。

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];

实例

要求:定义一个九行九列的二维数组,并输出所有元素。同行每个元素之间空一格,每行元素输出结束另起一行。

#include <iostream>
using namespace std;

int main(){
    int num_list[9][9] = {
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9},
        {1,2,3,4,5,6,7,8,9}
        };
  
    for (int i=0; i<9; i++){
        for (int u=0; u<8; u++){
            cout << num_list[i][u] << ' ';
        }
        cout << num_list[i][8] << endl;
    }

}

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