C++语言程序设计——06 数组

晚风(●•σ )

1190人浏览 · 2025-11-17 23:56:51

晚风(●•σ ) · 2025-11-17 23:56:51 发布

一、数组的定义

数组是存储同一种数据类型的多个变量的集合，一个数组只能有一种数据类型，

数据类型 数组名[数组长度];

以下是一个一维数组和二维数组，二维数组可以理解成 X 行 X 列的矩阵：

int a[10];
int b[10][10];

同时定义数组后，也可以修改数组元素，例如通过输入修改元素值：

int a[10] = {1,2,3,4,5,6,7};
cin >> a[4];      // 通过输入修改第5个元素，即 6

例如，int b[10][10] 是定义了一个名为 b 的二维数组，用于存储 10 行 10 列的整数数据，总共可容纳 10×10=100 个 int 类型值（需手动初始化或赋值），如下图：

在这里插入图片描述

二、数组的初始化

要注意数组元素的初始化，如果只对数组的部分元素赋初始值，则其他未赋值的初始值自动会设置为 0 。

int a[5] = {};                    // 全部元素初始化为0
int b[] = {1, 2, 3};            // 数组大小是3，包含3个元素：1, 2, 3
int c[10] = {1, 2, 3};         // 前3个是1,2,3，后面7个自动为0

示例如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    int a[10];              // 定义一个包含10个int元素的数组，未初始化
    int b[5]={1,2,3};       // 定义包含5个元素的数组，只初始化前3个，未初始化的后2个元素会被自动设为 0
    int c[5]={1,2,3,4,5};
    int d[]={1,2,3,4,5};    // 不指定数组大小，
    cout << b << endl << *b;    // b表示数组首元素的地址，*b表示取数组首元素的值（相当于b[0])
    return 0;
}

运行结果如下，输出的第一个值是数组 b 的首地址（十六进制形式），而第二个值是数组 b 第一个元素的值，*b表示取数组首元素的值，相当于b[0]：
在这里插入图片描述

三、数组的遍历

通常数组的遍历采用 for 循环，让循环变量 i 从0开始到小于数组的长度，这样循环体内最大的 i 正好是数组最大的有效下标。
如果需要将一个数组的所有元素给另一个元素，可以采用遍历：

for(int i = 0 ; i < length ; i++)
{
        b[i] = a[i];
}

二维数组的遍历可以通过两层 for 循环实现，例如下面代码，给数组每个元素赋值，赋值规则为 a[i][j] = i * j（即第 i 行第 j 列的元素值等于行下标与列下标的乘积）：

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() 
{
    int a[3][5];  // 声明3行5列的二维数组a
    for(int i = 0 ; i < 3 ; i++)
    {
        for(int j = 0 ; j < 5 ; j++)
        {
            a[i][j] = i * j;  // 给数组元素赋值：值为行下标i与列下标j的乘积
        }
    }
    return 0;
}

四、数组的应用

（一）数组元素依次输入输出

例如，a[101] 是表示数组的下标（用于访问单个元素）从 0 开始，到 100 结束（即 a[0]、a[1]、a[2]、……、a[100]），一共101个元素。下面代码中，定义了一个能存储 101 个整数的数组 s，通过循环输入 101 个整数到数组中，再通过循环将这 101 个整数逐个输出（每个数占一行）：

#include <iostream>
using namespace std;
int s[100];
int main()
{
    for(int i =0;i<100;i++)
        cin>>s[i];
    for(int i =0;i<100;i++)
        cout<<s[i]<<endl;
    return 0;
}

也可以改进成范围 for 循环，但是要注意输入时必须用引用 &。

因为，范围 for 循环中，如果直接写 int num : s，num 只是数组元素的副本，修改 num 不会改变原数组。加上 & 后，num 成为原数组元素的引用，才能通过 cin >> num 修改数组：

#include <iostream>
using namespace std;

int s[101];

int main()
{
    // 范围 for 循环输入（需要用引用 & 才能修改数组元素）
    for (int &n : s)  // & 表示引用，否则只能读取不能修改
        cin >> n;
    
    // 范围 for 循环输出（无需引用，只读即可）
    for (int n : s)
        cout << n << endl;
  
    return 0;
}

（二）复制数组

例如，复制数组 A 的元素到数组 B ，可以通过 for 循环实现：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int A[10] = {1, 2, 3, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    int B[10];
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        B[i] = A[i];
    }
    for(int i=0; i<10; i++)
    {
        cout << B[i] << " ";
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述
也可以通过导入 algorithm 库，使用 rotate() 函数：

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    int n, x, a[100];
    cin >> n;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cin >> a[i];
    }
    cin >> x;
    x = x % n;              // 处理x大于n的情况
    rotate(a, a + n - x, a + n);
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述

（三）移动数组元素

例如，移动数组元素 x 位，通过 for 循环完成。每次右移1位，重复 x 次即可。每次保存最后一个，其他元素后移，再把最后一个放数组第一个。如下代码：

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n, x, a[100];
    cin >> n;
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
        cin >> a[i];
    } 
    cin >> x;          // 向右移动 x 位
    x = x % n;         // 处理 x 大于 n 的情况
    for(int j=0; j<x; j++)   // 循环右移 x 次，每次右移 1 位
    {
        int temp = a[n-1];  // 保存最后一个元素
        for(int i=n-1; i>=1; i--)   // 向右移动 1 位
        {
            a[i] = a[i-1];
        }
        a[0] = temp;     // 把之前最后一个元素放到第一个位置
    }
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
        cout << a[i] <<" ";
    }
    return 0;
}

也可以使用 algorithm 库的 rotate() 函数直接进行移动：

#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;

int main()
{
    int n, x, a[100];
    cin >> n;
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cin >> a[i];
    }
    cin >> x;
    x = x % n;              // 处理x大于n的情况
    rotate(a, a + n - x, a + n);
    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        cout << a[i] << " ";
    }
    return 0;
}

在这里插入图片描述
如果需要左移，需要修改每次保留的元素，右移是保存最后一个元素，左移需要保存第一个元素，同时 for 循环也要更改，从前往后移动，从 0开始，到 i < n-1。最后，是元素需要向前移动以及将元素放到最后一个位置。

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    int n, x, a[100];
    cin >> n;
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
        cin >> a[i];
    } 
    cin >> x;          // 现在改为：向左移动 x 位
    
    x = x % n;         // 处理 x 大于 n 的情况
    
    for(int j=0; j<x; j++)   // 循环左移 x 次，每次左移 1 位
    {
        int temp = a[0];     // 保存第一个元素（修改这里）
        for(int i=0; i<n-1; i++)   // 向左移动 1 位（修改这里）
        {
            a[i] = a[i+1];    // 元素向前移动（修改这里）
        }
        a[n-1] = temp;     // 把原第一个元素放到最后一个位置（修改这里）
    }
    
    for(int i=0; i<n; i++)
    {
        cout << a[i] <<" ";
    }
    return 0;
}

左移，如果使用 rotate()函数，需要更改为 rotate(a, a + x, a + n)。

（四）动态分配数组

在 C++ 中，动态分配数组最简单的方法是使用 new 关键字，步骤如下：

①确定数组大小；
②用 new 关键字分配对应类型和大小的数组；
③使用数组；
④最后用 delete[] 来释放内存，避免泄漏。

#include <iostream>
using namespace std;

int main() 
{
    int n;
    cin >> n;   // 确定数组大小
    int* arr = new int[n];    // 动态分配int数组（最简单方式）

    // 使用数组（示例：赋值并输出）
    for (int i = 0; i < n; i++) 
    {
        arr[i] = i * 10;        // 赋值
        cout << arr[i] << " ";  // 输出
    }

    delete[] arr;   // 释放动态分配的内存
    return 0;
}

（五）输出不包括某个元素（排除元素）

在数组中，如果我们要输出某个不包括该元素的数组，可以通过条件语句进行判断：

for(int i = 1; i <= n; i++)
{
	if(a[i]!=s)     // 循环数组，只输出那些不等于s的元素
    	cout << a[i] << " ";        
}

（六）判断回文数（逆转数组）

另外，如果我们想判断一个输入的数是不是回文数，可以先进行逆转，然后再判断，其中在判断回文数组时，只需要比较前半部分和后半部分对应位置的元素，不需要重复比较：

当n=5（奇数）时，n/2=2，循环执行 2 次（比较第 0 与 4、1 与 3，中间的 2 无需比较）
当n=4（偶数）时，n/2=2，循环执行 2 次（比较第 0 与 3、1 与 2）

#include<iostream>
using namespace std;
int n,a[100];
int main()
{
    cin >> n;  // 输入数字有多少位
    for(int i = 0; i < n; i++)
        cin >> a[i];
    for(int i = 0; i < n/2; i++)  //只需要比较前半部分和后半部分对应位置的元素
    {
        if(a[i] != a[n-1-i])//使用第i个元素和第n-1-i个元素（因为 0 开始的最后一个元素索引是n-1）
        {
            cout << "NO";
            return 0;
        }
    }
    cout << "YES";
    return 0;
}

在这里插入图片描述如果不用数组，也可以直接通过循环以及取余实现判断回文数：

int n;
cin >> n;

int temp = n;       // 临时变量，用来反转
int rev = 0;       // 用来存反转后的数

// 把数字反转
while(temp > 0)
{
    int last = temp % 10;   // 取最后一位
    rev = rev * 10 + last;  // 拼到反转数里
    temp = temp / 10;        // 删最后一位
}

if(rev == n){
    cout << "YES";
}
else{
	cout << "NO";
}

（七）获取数组中最大值元素

例如，下面代码中，读取一组整数存储到数组中，再找出其中的最大值以及该最大值第一次出现的位置（从 1 开始计数），并输出结果：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() 
{
    int n,a[100],max=0,max_num=0;
    cin >> n;
    for(int i=0;i<n;i++)
        cin>>a[i];         // 循环读取n个整数，存入数组a中
    for(int i=0;i<n;i++)   // 遍历数组
    {
        if(a[i]>max)      // 若当前元素大于当前记录的最大值
        {
            max=a[i];    // 更新最大值为当前元素
            max_num=i;   // 记录当前元素的下标（从0开始）
            max_num++;   // 将下标+1，转为从1开始的位置计数
        }    
    }
    cout <<max<<endl<<max_num;
    return 0;
}

运行结果如下：
在这里插入图片描述
这里在用 for 循环遍历数组时，只有当遇到大于当前 max 的元素时，才会更新 max 和 max_num。从而，保证了 max_num 最终记录的是第一个最大值的位置（后续出现的相等最大值不会触发更新）。

（八）字符串比较是否相等

通过定义两个字符串数组，进行比较两个字符串是否相等，如果相等输出YES，否则输出NO：

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() 
{
    char a[100], b[100];
    cin.getline(a, 100);  //读取一行
    cin.getline(b, 100);
    if (strcmp(a,b)==0)   // 使用strcmp()函数
        cout << "YES";
    else
        cout << "NO";
    return 0;
}

（九）字符串删除某字符（空格为例）

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
    char str[] = "  Hello   World  C++  ";
    int j = 0; // 新字符串的索引
    
    for(int i = 0; str[i]; i++) {
        if(str[i] != ' ') { // 如果不是空格
            str[j] = str[i]; // 复制到前面
            j++;
        }
    }
    str[j] = '\0'; // 添加字符串结束符
    
    cout << str ;
    return 0;
}

（十）字符串转换大小写

#include <iostream>
#include <cctype>     // 包含字符处理函数（tolower）
using namespace std;

int main() 
{
    char a[10]="AAAadd";         // 数组大小10，实际使用6个字符+1个'\0'
    char b[10]="dfGERS";
    for (int i = 0; a[i] != '\0'; i++)    // 遇到 '\0'（字符串结束符）时停止循环,将字符串a中的所有字符转换为小写
        a[i] = tolower(a[i]);             // 将每个字符转换为小写
    for (int i = 0; b[i] != '\0'; i++)
        b[i] = tolower(b[i]);
    cout << a << endl << b;
    return 0; 
}