C++Arrays

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#C++ #二维数组

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Arrays, 数组，两个特点：

（1）fixed number of elements(固定数目的元素个数)，对于一维数组， type arrName[dimension], array 的size又称为数组的维数，对于多维数组，

type arrayName[dimension1][dimension2] 的维数为dimension x dimension2，二者的乘积也是数组元素个数。

(2) these element must be of the same type（所有元素的类型一致）

(3) 在内存中的存储方式是sequentially(即各个元素连续的存储)

（4）通过index的方式存取（acces）数组中的各个元素。注意C++的数组时zero-indexed, 也就是下标从0开始，数组第一个元素的下标为0，第二个元素下标为1.....

Array 一般在定义的时候初始化，可以对所有的元素初始化，或者只对一部分元素初始化。如果不初始化，那么在程序中得到的是unexpected result. 初始化操作主要有如下几种方式：

method1:

int arr[4];

arr[0] = 6;
arr[1] = 0;
arr[2] = 9;
arr[3] = 6;

method2：

int arr[4] = {6, 0, 9, 6};

method2: 让compiler 根据我们给定的元素个数决定数组的size, 从而分配内存空间。

int arr[] = {6, 0, 9, 6, 2, 0, 1, 1};

那么我们的编译器就会create an integer array of dimension 8。

mehod3: 如果在写程序的时候无法提前知道数组元素，需要用户输入，以便对数组初始化，使用如下方式初始化。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
   int arr[4];
   cout << "Please enter 4 integers: " << endl;

   for (int i = 0; i < 4; i++) {
      cin >> arr[i];
   }

   cout << "values in array are now: ";

   for(int i = 0; i < 4; i++) {
      cout << " " << arr[i];
   }

   cout << endl;

   return 0;
}

输出结果为：

NOTE，对于维度为n的数组（以一维数组为例）， index的取值范围为0——n-1, 不要越界。

Array can also be passed as arguments to functions。

在声明这样的函数的时候，仅仅需要specify 数组作为参数即可，不需要给出数组的dimension。然后就可以use the array as normal within the function。

值得注意的是，数组作为函数的参数的时候，其实是pass by reference的（数组名记录的就是数组的内存地址，或者说数组第一个元素的地址）。换句话说，如果在函数中最数组的元素做了修改，那么在这一修改就会反映到calling scope, 一般的，我们不希望这种情况发生，所以在声明函数的时候在数组前加一个const修饰。另外，由于在函数中，数组声明并未涉及到dimension, 所以还需要传进数组的dimension, 这是至关重要的。

#include <iostream>
using namespace std;

int sum(const int array[], const int length) {
   long sum = 0; // long int

   for (int i = 0; i < length; sum += array[i++]);  //这种对数组求和的方式很elegant.
   return sum;
}

int main() {
   int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};

   cout << "Sum: " << sum(arr, 7) << endl;// 调用的时候直接给出数组名字就可以了

   return 0;
}

运行结果为：

多维数组(multidimensional array)

多维数组的声明方式如下：

type arrayName[dimensional1][dimension2] // 二维数组的声明方式，数组的大小为 dimensional1 X dimensional2

二维数组的第一个索引表示要存取哪一个（行） dimensional1的subarray, 第二个索引指要存取哪一列（dimensional2）的元素。（也就是第一个索引确定选在哪一个subarray, 第二个索引决定选择这个subarray哪一个元素）。 NOTE：索引下标均从0开始的。

初始化和存取（access）二维数组的方式和一维数组相似，参考下面：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
   int twoDimArray[2][4];

   twoDimArray[0][0] = 6;
   twoDimArray[0][1] = 0;
   twoDimArray[0][2] = 9;
   twoDimArray[0][3] = 6;

   twoDimArray[1][0] = 2;
   twoDimArray[1][1] = 0;
   twoDimArray[1][2] = 1;
   twoDimArray[1][3] = 1;

   for (int i = 0; i < 2; i++)
      for(int j = 0; j < 4; j++)
         cout << " " << twoDimArray[i][j];

   cout << endl;
   return 0;
}

运行结果如下：

不难看出，上面的初始化方法比较verbose, 所以我们选择如下方式初始化：

int twoDimArray[2][4] = {6, 0, 9, 6, 2, 0, 1, 1};

或者如下方式初始化：

int twoDimArray[2][4] = {{6, 0, 9, 6}, {6, 0, 9, 6}};

NOTE: 多维数组初始化必须指明维度，否则compiler 不知道如何分隔。

多维数组也可以作为函数参数，在声明函数的时候，必须指明除了第一维之外的所有大小，另外为了便于处理，一般讲第一维的大小作为另外参数传递
传递进去，如下：

int aFunction(int arr[][4], dimensional1) {

// code here

}

NOTE: 对于程序员来说，多维数组仅仅是一个抽象（abstraction）, 在内存空间中，由于数组的元素市squential in memory, 所以，宣告一个 int arr[2][4] , 和宣告一个 int arr[8]， the same stuff from the memory point of view.