C++ 基础语法入门（六）：数组详解

数组是 C++ 中用于存储相同类型数据的固定长度序列结构，广泛应用于数据处理、循环遍历、查找、排序等编程场景。本篇将从定义、初始化、遍历、多维数组等方面介绍数组的使用方法与注意事项，并扩展至更现代与安全的使用方法。

一、数组定义与初始化

1.1 数组定义

类型名 数组名[长度];

示例：

int scores[5];        // 声明一个包含5个int的数组
char letters[10];     // 声明一个包含10个字符的数组

1.2 数组初始化方式

int arr[3] = {1, 2, 3};
int arr[] = {4, 5, 6};  // 自动推导长度
int arr[5] = {1};       // 未赋值元素自动为0

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二、数组访问与遍历

数组元素通过下标访问，范围从 0 到 长度-1。

示例：

int arr[3] = {10, 20, 30};
std::cout << arr[0];  // 输出10

遍历：

for (int i = 0; i < 3; ++i) {
    std::cout << arr[i] << " ";
}

⚠️ C++ 不会自动检查越界访问，arr[10] 可能导致未定义行为！

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三、数组与函数

数组可作为参数传递给函数（实为指针传递）。

void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; ++i)
        std::cout << arr[i] << " ";
}

调用：

int nums[4] = {1, 2, 3, 4};
printArray(nums, 4);

✅ 可通过传递长度参数避免访问越界

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四、多维数组

定义：

int matrix[2][3] = {
    {1, 2, 3},
    {4, 5, 6}
};

访问：

std::cout << matrix[1][2];  // 输出6

遍历：

for (int i = 0; i < 2; ++i) {
    for (int j = 0; j < 3; ++j) {
        std::cout << matrix[i][j] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
}

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五、常见数组操作练习

• 求数组最大/最小值

• 数组元素求和与平均值

• 查找元素是否存在

• 数组排序（冒泡/选择排序）

• 数组倒序

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六、高级用法拓展

6.1 使用 std::size() 获取数组长度（C++17）

#include <iostream>
#include <iterator>

int arr[] = {10, 20, 30};
std::cout << std::size(arr);  // 输出3

✅ 避免手动 sizeof(arr) / sizeof(arr[0])

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6.2 使用模板传递数组引用（保留数组大小）

template<size_t N>
void printArrayRef(int (&arr)[N]) {
    for (int i = 0; i < N; ++i)
        std::cout << arr[i] << " ";
}

✅ 更安全地传参，防止数组退化为指针

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6.3 使用 std::array 替代原始数组（推荐）

#include <array>

std::array<int, 3> arr = {1, 2, 3};
arr[1] = 10;
for (int v : arr)
    std::cout << v << " ";

优点：

• 自动推导长度

• 提供 .size()、.at()、迭代器等 STL 接口

• 可直接用于 STL 算法

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6.4 使用范围-based for 循环（C++11 起）

int arr[] = {4, 5, 6};
for (int val : arr) {
    std::cout << val << " ";
}

✅ 可读性强、避免越界访问

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6.5 配合 STL 算法使用数组指针范围

#include <algorithm>

int arr[] = {3, 1, 2};
std::sort(std::begin(arr), std::end(arr));  // 排序

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📌 总结

功能	示例/说明
定义数组	int a[5];
初始化数组	{1, 2, 3}
访问元素	arr[i]
遍历	for 循环、range-based for
多维数组	int a[2][3];
函数参数传递	void func(int arr[], int size)
安全替代	std::array、模板引用
使用 STL	std::sort(begin(arr), end(arr))

数组是 C++ 编程中处理数据最基础也最重要的工具之一。打好数组基础不仅有助于处理基本问题，还能更好地理解 STL 容器、内存管理与指针操作，为构建高质量程序打下坚实基础。