C++中的數(shù)組

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1.Cpp中的數(shù)組

C++支持數(shù)組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)符隙，它可以存儲一個固定大小的相同類型的元素的順序集合。數(shù)組是用來存儲一系列數(shù)據(jù)垫毙，但它往往被認為是一系列相同類型的變量霹疫。數(shù)組的聲明并不是聲明一個個單獨的變量，如a0,a1,a2,a3,a4...,a99,而是聲明一個數(shù)組變量综芥，比如as,然后使用as[0],as[1],as[2],...,as[99]來代表一個個單獨的變量丽蝎，數(shù)組的特定元素可以通過索引來訪問。所數(shù)組都是由連續(xù)的內(nèi)存位置組成膀藐，最低的地址對應第一個元素屠阻，最高的地址對應最后一個元素。

2.聲明數(shù)組

在C++在聲明一個數(shù)組额各，需要指定元素的類型和元素的數(shù)量国觉，如下所示：
```
數(shù)據(jù)類型 數(shù)組名[元素數(shù)量];
```
上面聲明的格式是一維數(shù)組的聲明，其中元素個數(shù)必須是一個大于0的整型常量虾啦，數(shù)據(jù)類型可以是任意有效的C++數(shù)據(jù)類型麻诀。如聲明一個類型為double的包含10個元素的數(shù)組balance，聲明語句是: double balance[10];

3.初始化數(shù)組

在C++中缸逃，可以逐個初始化數(shù)組针饥，也可以使用一個初始化語句，如下所示：
```
double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};
```
大括號{ }之間的值的數(shù)目不能大于在數(shù)組聲明時在方括號[ ]中指定的元素數(shù)目需频。
如果省略掉了數(shù)組的大小，數(shù)組的大小則為初始化時元素的個數(shù)筷凤。因此昭殉，如果是下面的格式，將創(chuàng)建一個數(shù)組藐守，它與前一個實例中所創(chuàng)建的數(shù)組是完全相同的
```
double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 7.0, 50.0};
```
為數(shù)組中某個元素賦值的實例,下面的語句把數(shù)組中第五個元素的值賦為666.6挪丢。所有的數(shù)組都是以0作為它們第一個元素的索引，也被稱為基索引卢厂，數(shù)組的最后一個索引是數(shù)組的總大小減去1乾蓬。
```
balance[4] = 666.6;
```

4.訪問數(shù)組元素

數(shù)組元素可以通過數(shù)組名稱加索引進行訪問。元素的索引是放在方括號內(nèi)慎恒，跟在數(shù)組名稱的后邊任内。例如：
```
double salary = balance[3];
```

聲明數(shù)組撵渡、初始化數(shù)組、訪問數(shù)組元素實例如下：

    #include "iostream"
    #include "iomanip"

    using namespace std;
    using std::setw;   //  setw() 函數(shù)來格式化輸出

    int main(){
        int a[10];   // 聲明一個包含10個元素的整型數(shù)組
        // 初始化數(shù)組
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            a[i] = i + 100;
        cout << "元素索引" << setw(13) << "元素值" << endl;
        // 輸出數(shù)組中的每個元素
        for (int j = 0; j < 10; j++)
            cout << setw(7) << j << setw(13) << a[j] << endl;
        return 0;
    }

5.與數(shù)組有關(guān)的概念

與數(shù)組有關(guān)的概念.png

5.1 多維數(shù)組
C++支持多維數(shù)組死嗦。多維數(shù)組聲明的一般形式如下：
```
    數(shù)據(jù)類型名 數(shù)組名[size1][size2]...[sizeN];
```
例如趋距，下面的聲明創(chuàng)建了一個三維整型數(shù)組：
```
    int tridim[5][10][4];
```
二維數(shù)組
- 多維數(shù)組最簡單的形式是二維數(shù)組。一個二維數(shù)組越除，在本質(zhì)上节腐，是一個一維數(shù)組的列表。聲明一個x行y列的二維整型數(shù)組摘盆，形式如下：
```
    數(shù)據(jù)類型 數(shù)組名[x][y];
```
- 一個二維數(shù)組可以被認為是一個帶有x行和y列的表格翼雀。下面是一個二維數(shù)組，包含3行和4列：
  
  二維數(shù)組.png
- 因此孩擂，數(shù)組中的每個元素是使用形式為a[i][j]的元素名稱來標識的锅纺，其中a是數(shù)組名稱，i和j 是唯一標識a中每個元素的下標肋殴。
- 初始化二維數(shù)組
  - 多維數(shù)組可以通過在括號內(nèi)為每行指定值來進行初始化,下面是一個帶有3行4列的數(shù)組囤锉。
```
    int a[3][4] = {
        {0, 1, 2, 3},   /*  初始化索引號為 0 的行 */
        {4, 5, 6, 7},   /*  初始化索引號為 1 的行 */
        {8, 9, 10, 11}, /*  初始化索引號為 2 的行 */
    };
```
  - 內(nèi)部嵌套的括號是可選的,下面的初始化與上面是等同的:
```
  int a[3][4] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11};  
```
- 訪問二維數(shù)組元素
  - 二維數(shù)組中的元素是通過使用下標（即數(shù)組的行索引和列索引）來訪問的。例如：
```
    int val = a[2][3];
```
  - 二維數(shù)組如下：
```
     // 1.二維數(shù)組
    int aa[5][2] = {{0, 0}, {1, 2}, {2, 4}, {5, 7}, {9, 10}};
    for (int i = 0; i < 5; i++){
        for (int j = 0; j < 2; j++){
            cout << "aa[" << i << "][" << j << "] = " << aa[i][j] << endl;
        }
    }
```
5.2 指向數(shù)組的指針----數(shù)組指針
數(shù)組名是一個指向數(shù)組中第一元素的常量指針(int const *p;),因此,double a[40];a是一個指向&a[0]的指針护锤，即數(shù)組a的第一個元素的地址官地。因此，下面的程序片段p賦值給a的第一個元素的地址：
```
    double *p;
    double a[10];
    p = a;
```

使用數(shù)組名作為常量指針是合法的烙懦，因此*(a+4)是一種訪問a[4]數(shù)據(jù)的合法方式驱入。一旦把第一個元素的地址存儲在p中，就可以使用*p,*(p+1),*(p+2)等來訪問數(shù)組的元素氯析。

// 2.指向數(shù)組的指針：數(shù)組指針
    double b[5] = {12.4, 3.1, 5.6, 0.8, 5.4};
    double *p;  // 一個指向double型的指針,可以存儲一個double類型變量的地址
    p = b;
    cout << "使用指針的數(shù)組值 " << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << "*(p + " << i << ") = " << *(p + i) << endl;
    cout << "使用b作為地址的數(shù)組值 " << endl;
    for (int i = 0; i < 5; i++)
        cout << "*(b + " << i << ") = " << *(b + i) << endl;

C++中亏较，將char*或char[]傳給cout進行輸出，結(jié)果會是整個字符串掩缓，如果想要獲得字符串的地址(第一個字符的地址)雪情，可以使用方法：強制轉(zhuǎn)化為其他指針(非char),可以是void*, float*,int*,double*等。使用&s[0]不能輸出s[0]的地址,因為&s[0]將返回char*,對于char*,cout會將其作為字符串來處理你辣，向下查找字符并輸出直到字符結(jié)束*巡通。

// C++中，將char*或char[]傳遞給cout進行輸出舍哄，結(jié)果會是整個字符串宴凉。如果想要獲得字符串的地址，強制轉(zhuǎn)化為其他指針（非char*）
    char var[MAX] = {'a', 'b', 'c'};
    char *ptr;
    // 指針中的數(shù)組地址
    ptr = var;
    for (int i = 0; i < 3; i++){
        cout << "var[" << i << "]的地址是 = " << (int *)ptr << endl;
        cout << "var[" << i << "] = " << *ptr << endl;
        ptr++;  // 移動到下一個位置
    }

5.3 C++中傳遞數(shù)組給函數(shù)
C++中可以通過指定不帶索引的數(shù)組名來傳遞一個指向數(shù)組的指針
C++傳數(shù)組給一個函數(shù)表悬，數(shù)組類型自動轉(zhuǎn)換為指針類型弥锄，因此傳的實際是地址
如果想在函數(shù)中傳遞一個一維數(shù)組作為參數(shù)，必須用下面三種方式來聲明函數(shù)形式參數(shù)，這三種聲明方式的結(jié)果是一樣的籽暇，因為每種方式都會告訴編譯器將要接收一個整型指針温治。同樣的，也可以傳遞一個多維數(shù)組作為形式參數(shù)图仓。
- 方式1(形式參數(shù)是一個指針))
```
    void func1(int *param){
        ...
    }
```
- 方式2(形式參數(shù)是一個已定義大小的數(shù)組))
```
    void func1(int params[10]){
        ...
    }
```
- 方式3(形式參數(shù)是一個未定義大小的數(shù)組)
```
    void func1(int params[]){
        ...
    }
```

實例如下:

// 3.C++中把數(shù)組傳遞給函數(shù)(方法1)
    int bb[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
    double avg, avg1;
    // 傳遞一個指向數(shù)組的指針作為參數(shù)
    avg = getAverage(bb, 5);
    cout << "平均值: " << avg << endl;
    /*-----------------------方法2-----------------------*/
    int bbb[5] = {1000, 2, 3, 17, 50};
    int *ptr1 = bbb;
    // 分別計算數(shù)組元素個數(shù)罐盔，以及整型指針的字節(jié)數(shù)
    size_t bbb_size = sizeof(bbb) / sizeof(int);
    size_t ptr1_size = sizeof(ptr1);
    cout << "bbb size = " << bbb_size << endl;
    cout << "ptr1 size = " << ptr1_size << endl;
    avg1 = getAverage1(bbb, 5);
    cout << "平均值: " << avg1 << endl;

    // 方法1(下面的例子中把數(shù)組作為參數(shù)，同時還傳遞了另一個參數(shù))
    double getAverage(int arr[], int size){
        int i, sum = 0;
        double avg;
        cout << "sizeof(arr) = " << sizeof(arr) << endl;
        for (i = 0; i < size; i++)
            sum += arr[i];
        avg = double(sum) / size;
        return avg;
    }

    // 方法2
    double getAverage1(int *arr, int size){
        int i, sum = 0;
        double avg;
        cout << "sizeof(arr) = " << sizeof(arr) << endl;
        for (i = 0; i < size; i++)
            sum += arr[i];
        avg = double(sum) / size;
        return avg;
    }

5.4 從函數(shù)返回數(shù)組
C++不允許返回一個完整的數(shù)組作為函數(shù)的參數(shù)救崔。但是惶看，可以通過指定不帶索引的數(shù)組名來返回一個指向數(shù)組的指針。C++不支持在函數(shù)外返回局部變量的地址六孵，除非定義局部變量為static變量纬黎。如果想要從函數(shù)返回一個一維數(shù)組，必須聲明一個返回指針的函數(shù)(指針函數(shù))劫窒，如下：
```
    int * func(){
        ...
    }
```

實例如下:

    // 要生成和返回隨機數(shù)的函數(shù)
    int * getRandom(){
        static int r[10];  // C++不支持在函數(shù)外返回局部變量的地址本今，除非定義局部變量為static變量
        // 設(shè)置隨機數(shù)種子
        srand((unsigned)time(NULL));
        for (int i = 0; i < 10; i++){
            r[i] = rand();
            cout << "r[" << i << "] = " << r[i] << endl;
        }
        return r;
    }
    // 4.從函數(shù)返回數(shù)組----指針函數(shù)
        int *p1; 
        p1 = getRandom();
        for (int i = 0; i < 10; i++)
            cout << "*( p1 + " << i << ") = " << *(p1 + i) << endl;

6.數(shù)組中的細節(jié)知識

直接初始化字符數(shù)組char是特殊的，這種初始化需要一個null作為結(jié)尾的主巍。如下：

    char a1[] = {'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n'};  // 初始化冠息，沒有 null
    char a2[] = {'p', 'y', 't', 'h', 'o', 'n', '\0'};   // 初始化，明確有 null
    char a3[] = "python";  // null 終止符自動添加
    const char a4[6] = "python";  // 報錯孕索，沒有 null 的位置

數(shù)組的大小是固定的逛艰，不能額外增加元素，當想定義不固定大小的字符時搞旭，使用vector散怖！

    vector<int> vec;  // 創(chuàng)建向量用于存儲整型數(shù)據(jù)
    int m;
    // 顯示vec初始大小
    cout << "vector size = " << vec.size() << endl;
    // 向向量vec追加5個整數(shù)值
    for(int m = 0; m < 5; m++)
        vec.push_back(m);
    // 顯示追加后vec的大小
    cout << "追加后的vector size = " << vec.size() << endl;

在C++中，setw(int n)用來控制輸出間隔肄渗，(n-1個空格),setw()默認填充的內(nèi)容是空格镇眷，可以使用setfill()配合使用設(shè)置其他字符填充。

cout << setfill('*') << setw(5) << 'a' << endl;

靜態(tài)與動態(tài)數(shù)組

    靜態(tài) int array[100];  定義了數(shù)組 array翎嫡，并未對數(shù)組進行初始化
        int array[100] = {1, 2};  定義并初始化了數(shù)組 array

    動態(tài) int * array = new int[100];  分配了長度為 100 的數(shù)組 array
        delete [] array;

    動態(tài) int * array = new int[100]{1, 2};  為長度為100的數(shù)組array初始化前兩個元素
        delete [] array;

數(shù)組初始化時可以用聚合方法欠动，但是賦值時候不可以用聚合方法。舉例如下：

    int array[] = {5,10,20,40};   // 合法

    int array[];
    int main()
    {
    array[] = {5,10,20,40}; // 不合法
    return 0;
    }

數(shù)組在使用時可以是一個含有變量的表達式钝的，但是翁垂，在數(shù)組聲明時必須用常量表達式硝桩。例如：

    // 合法
    const int a=19;
    long b[a];

    // 合法
    const int a=19;
    long b[a+5];

    // 不合法
    int a=19;
    long b[a+5];

聲明一個任意長度的數(shù)組，可以用顯式的類型轉(zhuǎn)換枚荣，例如：
```
    int a=19;
    int b[(const int)a];
```

也可以定義一個常量來聲明,例如:

    int a=19;
    const int a1=a;
    int b[a1];

Vector(向量): C++中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)碗脊，確切的說是一個類。它相當于一個動態(tài)的數(shù)組，當程序員無法知道自己需要的數(shù)組的規(guī)模多大時衙伶，用其來解決問題可以達到最大節(jié)約空間的目的祈坠。
- 用法：
  - 1.文件包含:
    - 首先在程序開頭處加上 #include<vector> 以包含所需要的類文件vector;還有一定要加上 using namespace std;
  - 2.變量聲明:
    - 2.1例: 聲明一個 int 向量以替代一維的數(shù)組: vector <int> a; (等于聲明了一個 int 數(shù)組 a[]，大小沒有指定矢劲，可以動態(tài)的向里面添加刪除)赦拘。
    - 2.2例: 用vector代替二維數(shù)組.其實只要聲明一個一維數(shù)組向量即可，而一個數(shù)組的名字其實代表的是它的首地址,所以只要聲明一個地址的向量即可芬沉，即: vector <int *> a躺同。同理想用向量代替三維數(shù)組也是一樣，vector <int**>a;
  - 3.具體的用法以及函數(shù)調(diào)用:
    - 3.1 得到向量中的元素和數(shù)組一樣丸逸，例如:
```
    vector <int *> a
    int b = 5;
    a.push_back(b);//該函數(shù)下面有詳解
    cout << a[0];       //輸出結(jié)果為5
```
    - 使用數(shù)組給向量賦值：
```
    vector<int> v( a, a+sizeof(a)/sizeof(a[0]) );
```
    - 或者:
```
    int a[]={1,2,3,4,5,6,7,8,9};
    typedef vector<int> vec_int;
    vec_int vecArray(a,a+9);
```