В этом практическом занятии вы изучите массивы в C++. Вы узнаете, как определить и инициализировать массивы, а также как использовать функции массивов.
Skills Graph
%%%%{init: {'theme':'neutral'}}%%%%
flowchart RL
cpp(("C++")) -.-> cpp/IOandFileHandlingGroup(["I/O and File Handling"])
cpp(("C++")) -.-> cpp/BasicsGroup(["Basics"])
cpp(("C++")) -.-> cpp/AdvancedConceptsGroup(["Advanced Concepts"])
cpp(("C++")) -.-> cpp/ControlFlowGroup(["Control Flow"])
cpp/BasicsGroup -.-> cpp/variables("Variables")
cpp/BasicsGroup -.-> cpp/data_types("Data Types")
cpp/BasicsGroup -.-> cpp/arrays("Arrays")
cpp/BasicsGroup -.-> cpp/strings("Strings")
cpp/ControlFlowGroup -.-> cpp/for_loop("For Loop")
cpp/ControlFlowGroup -.-> cpp/while_loop("While Loop")
cpp/AdvancedConceptsGroup -.-> cpp/references("References")
cpp/IOandFileHandlingGroup -.-> cpp/output("Output")
cpp/IOandFileHandlingGroup -.-> cpp/user_input("User Input")
subgraph Lab Skills
cpp/variables -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/data_types -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/arrays -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/strings -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/for_loop -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/while_loop -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/references -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/output -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
cpp/user_input -.-> lab-178535{{"Основы массивов в C++"}}
end
Предварительный просмотр содержания
Массивы обычно используются для хранения данных одного типа. Они эффективны, компактны и легко доступны. Вместе с циклом операции с элементами массива довольно просты.
Для создания массива вам нужно заранее знать длину (или размер) массива и выделить память соответственно. Как только массив создан, его длина фиксируется и не может быть изменена.
Объявление и использование массива
Предположим, что вы хотите найти средний балл класса из 30 учеников. Конечно, вы не хотите создавать 30 переменных: mark1, mark2,..., mark30. Вместо этого вы можете использовать одну переменную, называемую массивом, с 30 элементами.
Массив - это список элементов одного типа, идентифицируемый квадратными скобками [ ]. Чтобы использовать массив, вам нужно объявить массив с тремя вещами: именем, типом и размерностью (или размером, или длиной). Мы рекомендуем использовать множественное имя для массива, например, marks, rows, numbers. Например:
int marks[5]; // Объявить целочисленный массив marks с 5 элементами
double numbers[10]; // Объявить массив double из 10 элементов
const int SIZE = 9;
float temps[SIZE]; // Использовать const int в качестве длины массива
// Некоторые компиляторы поддерживают переменную в качестве длины массива, например:
int size;
cout << "Введите длину массива: ";
cin >> size;
float values[size];
Обратите внимание, что в C++ значения элементов не определены после объявления.
Вы также можете инициализировать массив при объявлении с помощью списка значений, разделенных запятыми, следующим образом:
// Объявить и инициализировать целочисленный массив из 3 элементов
int numbers[3] = {11, 33, 44};
// Если длина опущена, компилятор подсчитывает элементы
int numbers[] = {11, 33, 44};
// Количество элементов при инициализации должно быть равно или меньше длины
int numbers[5] = {11, 33, 44}; // Оставшиеся элементы равны нулю. Обманчивый! Не делайте этого
int numbers[2] = {11, 33, 44}; // ОШИБКА: слишком много инициализаторов
// Используйте {0} или {} для инициализации всех элементов значением 0
int numbers[5] = {0}; // Первый элемент равен 0, остальные также равны нулю
int numbers[5] = {}; // Все элементы также равны нулю
/* Тест инициализации локального массива */
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int const SIZE = 5;
int a1[SIZE]; // Неинициализированный
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) cout << a1[i] << " ";
cout << endl; //?????
int a2[SIZE] = {21, 22, 23, 24, 25}; // Все элементы инициализированы
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) cout << a2[i] << " ";
cout << endl; // 21 22 23 24 25
int a3[] = {31, 32, 33, 34, 35}; // Размер определяется из значений инициализации
int a3Size = sizeof(a3)/sizeof(int);
cout << "Размер равен " << a3Size << endl; // 5
for (int i = 0; i < a3Size; ++i) cout << a3[i] << " ";
cout << endl; // 31 32 33 34 35
int a4[SIZE] = {41, 42}; // Стартовые элементы инициализированы, остальные равны 0
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) cout << a4[i] << " ";
cout << endl; // 41 42 0 0 0
int a5[SIZE] = {0}; // Первый элемент равен 0, остальные также равны 0
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) cout << a5[i] << " ";
cout << endl; // 0 0 0 0 0
int a6[SIZE] = {}; // Все элементы также равны 0
for (int i = 0; i < SIZE; ++i) cout << a6[i] << " ";
cout << endl; // 0 0 0 0 0
for (int i=0;i<5;i++){
// присвоить значение для каждого элемента массива, вот так
a6[i] = i;
cout << a6[i] << " ";
}
}
Вы можете найти длину массива с помощью выражения sizeof(arrayName)/sizeof(arrayName[0]), где sizeof(arrayName) возвращает общее количество байт массива, а sizeof(arrayName[0]) возвращает количество байт первого элемента.
Массив и цикл
Массивы работают рука об руке с циклами. Вы можете обрабатывать все элементы массива с помощью цикла. C++11 представляет цикл for по диапазону (или for-each цикл), чтобы перебирать элементы массива, например:
/* Тестирование цикла for-each */
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int numbers[] = {11, 22, 33, 44, 55};
// Для каждого элемента под названием number в массиве numbers - только для чтения
for (int number : numbers) {
cout << number << " ";
}
// Чтобы изменить элементы, нужно использовать ссылку (&)
for (int &number : numbers) {
number = 99;
}
for (int number : numbers) {
cout << number << endl;
}
return 0;
}
Результат:
11 22 33 44 55
99 99 99 99 99
Многомерный массив
Например,
int[2][3] = { {11, 22, 33}, {44, 55, 66} };
/* Тестирование многомерного массива */
#include <iostream>
using namespace std;
void printArray(const int[][3], int);
int main() {
int myArray[][3] = {{8, 2, 4}, {7, 5, 2}}; // 2x3 инициализированный
// Только первый индекс может быть опущен и подразумеваться
printArray(myArray, 2);
return 0;
}
// Вывод содержимого массива размером rows x 3 (количество столбцов фиксировано)
void printArray(const int array[][3], int rows) {
for (int i = 0; i < rows; ++i) {
for (int j = 0; j < 3; ++j) {
cout << array[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
}
Результат:
8 2 4
7 5 2
Массив символов
В C строка представляет собой массив char, завершающийся нулевым символом '\0' (ASCII-код шестнадцатеричного 0). C++ предоставляет новый класс string в заголовке <string>. Исходная строка в C известна как C-строка (или C-стильная строка или символьная строка). Вы можете выделить C-строку следующим образом:
char message[256]; // Объявить массив char
// Может хранить C-строку длиной до 255 символов, завершающуюся '\0'
char str1[] = "Hello"; // Объявить и инициализировать "литеральной строкой".
// Длина массива равна количеству символов + 1 (для '\0').
char str1char[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}; // То же, что и выше
char str2[256] = "Hello"; // Длина массива равна 256, хранит меньшую строку.
Для новичков избегайте C-строк. Используйте C++ string (в заголовке <string>), о котором говорилось ранее.
Вы можете использовать cin и cout для работы с C-строками.
cin << читает строку, ограниченную пробелами;
cin.getline(*var*, *size*) читает строку в var до символа новой строки длиной до size-1, игнорируя символ новой строки (заменяя его '\0'). *size* обычно соответствует длине массива C-строки.
cin.get(*var*, *size*) читает строку до символа новой строки, но оставляет символ новой строки в буфере ввода.
cin.get(), без аргументов, читает следующий символ.
/* Тестирование C-строки */
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
char msg[256]; // Хранит строку длиной до 255 символов (завершающуюся '\0')
cout << "Введите сообщение (с пробелом)" << endl;
cin.getline(msg, 256); // Считывает до 255 символов в msg
cout << msg << endl;
// Доступ через нулевым заканчивающийся массив символов
for (int i = 0; msg[i]!= '\0'; ++i) {
cout << msg[i];
}
cout << endl;
cout << "Введите слово (без пробела)" << endl;
cin >> msg;
cout << msg << endl;
// Доступ через нулевым заканчивающийся массив символов
for (int i = 0; msg[i]!= '\0'; ++i) {
cout << msg[i];
}
cout << endl;
return 0;
}
Результат:
Введите сообщение (с пробелом)
hello, how are you?
hello, how are you?
hello, how are you?
Введите слово (без пробела)
helloworld
helloworld
helloworld
Обзор
C/C++ не выполняет проверку границ индекса массива. Другими словами, если индекс выходит за пределы массива, он не выдаёт предупреждение/ошибку. Тем не менее, вам нужно оценить длину и выделить верхнюю границу. Это, вероятно, главный недостаток использования массива. C++ имеет шаблонный класс vector (а в C++11 добавлен шаблонный класс array), который поддерживает динамически изменяемый размер массива.
