c++数组详细介绍(一)

简介: 前言深入理解C++的数组和字符串是成为熟练C++程序员的重要一步。本文将探索C++中数组和字符串的基本概念,从基础到进阶,包括数组的声明、初始化、访问和多维数组的操作,以及字符串类的使用和与字符数组的转换。还将涉及异常处理、动态内存分配、STL中的其他容器、常用字符串操作。

前言

深入理解C++的数组和字符串是成为熟练C++程序员的重要一步。本文将探索C++中数组和字符串的基本概念,从基础到进阶,包括数组的声明、初始化、访问和多维数组的操作,以及字符串类的使用和与字符数组的转换。还将涉及异常处理、动态内存分配、STL中的其他容器、常用字符串操作。

1. 声明和初始化数组

a. 数组声明:

在C++中,数组是一种用于存储相同数据类型的元素序列的数据结构。数组的声明包括数据类型和数组名,形式如下:

dataType arrayName[arraySize];

其中:

dataType 表示数组中元素的数据类型,可以是整数、浮点数、字符等。

arrayName 是数组的标识符,你可以自定义数组的名字。

arraySize 表示数组的大小,即数组中元素的个数。数组的大小必须是一个常量表达式,即在编译时就能确定的值。


b. 数组初始化:

数组可以在声明时进行初始化,有两种主要的初始化方式:

i. 静态初始化:

在声明数组的同时为其赋初值,用花括号 {} 括起来,并按顺序提供初始值给每个元素。如果提供的初始值不足以填满整个数组,未提供初始值的元素将被自动初始化为零(对于数字类型)或空字符(对于字符类型)。

int staticArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};


ii. 动态初始化:

在声明数组后,使用循环为每个元素分别赋值。

int dynamicArray[5];
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    dynamicArray[i] = i + 1;
}

c. 示例:

下面是一个完整的示例,演示了如何声明和初始化数组:

#include <iostream>

int main() {
    // 静态初始化
    int staticArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 动态初始化
    int dynamicArray[5];
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        dynamicArray[i] = i + 1;
    }

    // 打印数组元素
    std::cout << "Static Array: ";
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << staticArray[i] << " ";
    }

    std::cout << "\nDynamic Array: ";
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << dynamicArray[i] << " ";
    }

    return 0;
}


2. 元素访问和修改:

a. 数组元素的访问:


数组的元素通过索引访问,索引从0开始,依次递增。通过使用数组名和方括号 [] 操作符,可以访问特定索引位置的元素。

int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
// 访问数组元素
int elementAtIndex2 = myArray[2];  // 获取索引为2的元素,值为30

b. 数组元素的修改:

通过数组名、方括号 [] 操作符和赋值操作,可以修改数组特定索引位置的元素的值。

int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

// 修改数组元素
myArray[2] = 35;  // 将索引为2的元素的值修改为35


c. 数组越界:


数组越界是一种常见的错误,它指的是尝试访问或修改数组中不存在的索引位置。这可能导致程序崩溃或产生不可预测的行为。在访问数组元素之前,应确保索引在合法范围内。

int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

// 错误的数组越界访问
int value = myArray[10];  // 这是不安全的,会导致未定义的行为


d. 示例:

以下是一个示例,演示了如何访问和修改数组的元素:

#include <iostream>

int main() {
    int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

    // 访问数组元素
    std::cout << "Element at index 2: " << myArray[2] << std::endl;

    // 修改数组元素
    myArray[3] = 45;
    std::cout << "Modified element at index 3: " << myArray[3] << std::endl;

    // 错误的数组越界访问
    // int value = myArray[10];  // 这会导致未定义的行为

    return 0;
}


3. 数组与指针关系:

a. 数组名是指针:


在C++中,数组名实际上是指向数组首元素的指针。这意味着可以使用指针的概念来操作数组。例如,考虑以下声明:

int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

在这里,myArray 实际上是指向第一个元素 myArray[0] 的指针。可以通过使用 * 操作符解引用这个指针,获取其指向的值。

int firstElement = *myArray;  // 获取数组的第一个元素的值


b. 指针与数组元素的关系:

可以使用指针变量来访问数组的元素,通过指针的递增来移动到数组中的下一个元素。这是因为数组元素在内存中是依次存储的。

int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
int *ptr = myArray;  // 数组名是指向数组首元素的指针

// 使用指针访问数组元素
int firstElement = *ptr;   // 获取数组的第一个元素的值
int secondElement = *(ptr + 1);  // 获取数组的第二个元素的值

c. 数组名和指针的相似性:

数组名和指针之间的相似性表现在以下几个方面:

数组名可以像指针一样进行算术运算,例如 array + 1 表示下一个元素的地址。

数组名和指针都可以用于函数参数传递,使得函数能够接收数组作为参数。

数组名可以通过 & 运算符取地址,得到指向整个数组的指针。

d. 示例:

以下是一个示例,演示了数组名和指针之间的关系:

#include <iostream>

int main() {
    int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int *ptr = myArray;  // 数组名是指向数组首元素的指针

    // 使用指针访问数组元素
    std::cout << "First element: " << *ptr << std::endl;
    std::cout << "Second element: " << *(ptr + 1) << std::endl;

    // 数组名进行算术运算
    int *nextElement = myArray + 2;
    std::cout << "Third element: " << *nextElement << std::endl;

    return 0;
}


4. 数组的遍历:

a. 循环结构:

使用循环结构,通常是 for 循环,是一种有效的方式来遍历数组的所有元素。通过循环,可以访问数组中的每个元素,进行相应的操作。


b. 遍历数组元素:

int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

// 使用循环遍历数组元素
for (int i = 0; i < 5; ++i) {
    std::cout << myArray[i] << " ";
}

在这个例子中,for 循环从数组的第一个元素(索引0)迭代到最后一个元素(索引4),输出每个元素的值。

c. 使用范围循环:

C++11 引入了范围循环(range-based for loop),使得遍历数组更加简洁。它的语法如下:

for (int element : myArray) {
    std::cout << element << " ";
}


这种写法更加直观,遍历数组中的每个元素并执行相应操作。

d. 示例:

以下是一个完整的示例,演示了如何使用循环遍历数组:

#include <iostream>

int main() {
    int myArray[5] = {10, 20, 30, 40, 50};

    // 使用for循环遍历数组元素
    std::cout << "Using for loop: ";
    for (int i = 0; i < 5; ++i) {
        std::cout << myArray[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    // 使用范围循环遍历数组元素
    std::cout << "Using range-based for loop: ";
    for (int element : myArray) {
        std::cout << element << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}


5. 多维数组:

a. 二维数组的声明和初始化:

二维数组是数组的数组,可以通过以下方式声明和初始化:

int twoDArray[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};


在这个例子中,twoDArray 是一个3行4列的二维数组,可以通过两个索引(行和列)来访问其中的元素。

b. 二维数组的访问:

通过两个索引可以访问二维数组中的元素:

int element = twoDArray[1][2];  // 获取第2行第3列的元素,值为7

c. 三维数组:

可以声明和初始化三维数组:

int threeDArray[2][3][4] = {
    {{1, 2, 3, 4},
     {5, 6, 7, 8},
     {9, 10, 11, 12}},
    
    {{13, 14, 15, 16},
     {17, 18, 19, 20},
     {21, 22, 23, 24}}
};

d. 多维数组的遍历:

遍历多维数组需要使用嵌套循环,每个循环负责一个维度:

// 遍历二维数组
for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    for (int j = 0; j < 4; ++j) {
        std::cout << twoDArray[i][j] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}


e. 指针和多维数组:

多维数组的每一行在内存中是连续存储的,因此可以使用指针来遍历:

int (*ptr)[4] = twoDArray;  // 指向包含4个整数的数组的指针

for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    for (int j = 0; j < 4; ++j) {
        std::cout << ptr[i][j] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

这里的 ptr 是一个指向包含4个整数的数组的指针。

f. 示例:

以下是一个完整的示例,演示了二维数组的声明、初始化、访问和遍历:

#include <iostream>

int main() {
    int twoDArray[3][4] = {
        {1, 2, 3, 4},
        {5, 6, 7, 8},
        {9, 10, 11, 12}
    };

    // 遍历二维数组
    std::cout << "Two-Dimensional Array:" << std::endl;
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        for (int j = 0; j < 4; ++j) {
            std::cout << twoDArray[i][j] << " ";
        }
        std::cout << std::endl;
    }

    return 0;
}


6. 数组与函数:

a. 数组作为函数参数:

可以将数组作为函数的参数传递,以便在函数内部对数组进行操作。传递数组时通常需要传递数组的大小,或者使用特殊的标记表示数组的末尾。

// 数组作为函数参数
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    // 调用函数,将数组作为参数传递
    printArray(myArray, 5);

    return 0;
}


b. 数组的大小推导:

可以使用模板来实现函数,使其可以接受不同大小的数组,从而避免显式传递数组大小。

// 模板函数,推导数组大小
template <size_t SIZE>
void printArrayTemplate(int (&arr)[SIZE]) {
    for (size_t i = 0; i < SIZE; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    // 调用模板函数,推导数组大小
    printArrayTemplate(myArray);

    return 0;
}

c. 返回数组或数组元素:

可以在函数中返回数组或数组元素。需要注意的是,C++中直接返回数组的语法比较复杂,通常建议返回指向数组的指针或使用STL容器。

// 返回数组元素
int getElement(int arr[], int index) {
    return arr[index];
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    
    // 调用函数,返回数组元素
    int element = getElement(myArray, 2);
    std::cout << "Element at index 2: " << element << std::endl;

    return 0;
}


d. 示例:

以下是一个完整的示例,演示了数组作为函数参数的传递和在函数中返回数组元素:


#include <iostream>

// 数组作为函数参数
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; ++i) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

// 返回数组元素
int getElement(int arr[], int index) {
    return arr[index];
}

int main() {
    int myArray[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 调用函数,将数组作为参数传递
    std::cout << "Array as function parameter: ";
    printArray(myArray, 5);

    // 调用函数,返回数组元素
    int element = getElement(myArray, 2);
    std::cout << "Element at index 2: " << element << std::endl;

    return 0;
}


c++数组详细介绍(二)https://developer.aliyun.com/article/1437025?spm=a2c6h.13262185.profile.48.5bba685cuSQkDD

目录
相关文章
|
2月前
|
搜索推荐 编译器 C语言
【C++核心】特殊的元素集合-数组与字符串详解
这篇文章详细讲解了C++中数组和字符串的基本概念、操作和应用,包括一维数组、二维数组的定义和使用,以及C风格字符串和C++字符串类的对比。
80 4
|
6月前
|
存储 C++
C++指针数组
C++指针数组
44 1
|
6月前
|
存储 C++
C++程序数组与指针:深入理解与实践
C++程序数组与指针:深入理解与实践
68 1
|
2月前
|
C++
C++(十一)对象数组
本文介绍了C++中对象数组的使用方法及其注意事项。通过示例展示了如何定义和初始化对象数组,并解释了栈对象数组与堆对象数组在初始化时的区别。重点强调了构造器设计时应考虑无参构造器的重要性,以及在需要进一步初始化的情况下采用二段式初始化策略的应用场景。
|
3月前
|
算法 C++
c++学习笔记04 数组
这篇文章是C++学习笔记4,主题是数组。
43 4
|
3月前
|
C++ 索引
C++数组、vector求最大值最小值及其下标
C++数组、vector求最大值最小值及其下标
116 0
|
4月前
|
C++ 索引 运维
开发与运维数组问题之在C++中数组名和指针是等价如何解决
开发与运维数组问题之在C++中数组名和指针是等价如何解决
31 6
|
4月前
|
存储 安全 C++
开发与运维数组问题之声明一个数组如何解决
开发与运维数组问题之声明一个数组如何解决
45 6
|
4月前
|
存储 C++ 容器
开发与运维数组问题之C++标准库中提供数据容器作为数组的替代如何解决
开发与运维数组问题之C++标准库中提供数据容器作为数组的替代如何解决
54 5
|
3月前
|
安全 编译器 C语言
C++入门-数组
C++入门-数组