C++初级教程（三）

ゝ一纸荒年。 2024-03-24 10:05 10阅读 0赞

## 一、C++的一维数组 ##

C++ 支持**数组**数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

数组的声明并不是声明一个个单独的变量，而是声明一个数组变量，比如 numbers，然后使用 numbers\[0\]、numbers\[1\]、…、numbers\[99\] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。

所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素。

保存在数组中的值被称为**数组元素**，数组中存放元素的个数即为**数组长度**，数组中的元素需要通过**索引**（即**下标**）来访问。

### 1、声明数组 ###

在 C++ 中要声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量，如下所示：

数组类型 数组名(数组长度)

以上声明语法用来声明一个一维数组（可以**将一个一维数组理解为Excel表格中的一行数据**）。**数组长度**必须是一个大于零的整数常量，但其实还可以将数组初始长度声明为0，即表示数组为空，但并没有实际意义，所以不建议这么做（**数组长度不能为负数**）。**数据类型**可以是任意有效的 C++ 数据类型。数组名的命名规则同变量的命名规则一样。例如，要声明一个类型为 int的包含 10 个元素的数组 **number**，声明语句如下：

int number[10];

### 2、初始化数组 ###

初始化数组，即给数组元素赋值。在 C++ 中，可以逐个初始化数组，也可以使用一个初始化语句，如下所示：

//声明数组时初始化
    int a[5]={
        1,2,3,4,5};
    int b[]={
        1,2,3,4,5};
    //先声明数组，再初始化数组
    int n[5];
    //通过下标访问数组元素
    n[0]=0;
    n[1]=1;
    n[2]=2;
    n[3]=3;
    n[4]=4;

在初始化时，大括号 \{ \} 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 \[ \] 中指定的元素数目。

**数组索引（下标）的规律：数组的下标从0开始，依次递增，最大值为数组长度-1**。

### 3、数组练习题 ###

（1）从键盘输入n个数保存到数组中，使用循环输出数组所有元素，以空格分隔。

实现代码：

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//定义变量n表示数组长度
    	int n;
    	//输入n的值
    	cout<<"请输入需要保存元素的数量：";
    	cin>>n;
    	//定义数组，长度为n
    	int arr[n];
    	//初始化数组
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		cout<<"请输入第"<<i+1<<"个数：";
    		cin>>arr[i];
    		cout<<endl;
    	}
    	//打印输出所有元素
    	cout<<"数组中的元素为：";
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		cout<<arr[i]<<" ";
    	} 
    
     }

（2）从键盘输入n个整数，计算这些数的和，并输出输入的这些数中的最大值。

解题思路：将输入的数字保存到一个一维数组中，计算数组所有元素的和并求最大值即可。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//定义变量n表示整数的个数 
    	int n;
    	//定义变量sum保存整数的和，初值为0
    	int sum=0; 
    	//输入n的值
    	cout<<"请输入整数的个数：";
    	cin>>n;
    	//定义数组，长度为n，保存输入的数字 
    	int arr[n];
    	//输入整数，保存到数组中
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		cout<<"请输入第"<<i+1<<"个数：";
    		cin>>arr[i];
    		cout<<endl;
    	}
    	
    	//定义变量max表示最大值，初值为arr[0]
    	int max=arr[0]; 
    	//遍历数组，计算总和并寻找最大值 
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		//将数组元素一次相加，即为求和
    		sum += arr[i]; 
    		//寻找最大值：以max表示最大值，如果数组元素比max大，则表示这个元素时最大值，
    		//将元素值赋值给max，当循环结束，max中保存的一定是最大值。 
    		if(arr[i]>max){
        
    			max=arr[i];
    		}
    		 
    	} 
    	//打印输出结果
    	cout<<"你输入的整数总和为："<<sum<<"，最大值为："<<max; 
     }

（3）打印斐波拉契数列的前n项：从键盘输入一个整数n，将斐波拉契数列的前n项保存到数组中，并输出数组中的所有元素。

**提示：斐波拉契数列为1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89…**

实现代码：

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//定义变量n 
    	int n;
    	//输入n的值
    	cout<<"请输入n：";
    	cin>>n;
    	//定义数组，长度为n
        //防止数据溢出，使用long long类型的数组
    	long long arr[n];
    	//计算斐波拉契数列前n项，保存到数组中
    	//斐波拉契数列第一项和第二项都为1，从第三项开始，每项的值=前两项之和
    	//先保存第一项、第二项
    	arr[0]=1;
    	arr[1]=1;
    	//使用循环计算第三项之后的值 
    	for(int i=2;i<n;i++){
        
    		//下标i表示当前项，i-1表示前第一项，i-2表示前第两项 
    		arr[i]=arr[i-1]+arr[i-2]; 
    	}
    	
    	cout<<"斐波拉契数列的前"<<n<<"项为：";
    	//遍历数组，输出所有元素 
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		cout<<arr[i]<<" ";  
    	} 
     }

## 二、C++中的二维数组 ##

二维数组相当于一个Excel表，由行和列组成，其中的每一行就是一个一维数组。所以，可以将二维数组看作是多个一维数组的集合。例如：

列1   列2  列3  列4   列5  列6
    行1 a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5]
    行2 b[0] b[1] b[2] b[3] b[4] b[5]
    行2 c[0] c[1] c[2] c[3] c[4] c[5]
    行3 d[0] d[1] d[2] d[3] d[4] d[5]
    行4 e[0] e[1] e[2] e[3] e[4] e[5]
    以上便是一个二维数组，这个二维数组有5行（5个一维数组）6列（每个一维数组的长度都为6）

根据上述内容，如果要代表c\[3\]这个元素，则可以表示为：(行3,列4)，和数学中的坐标类似，需要通过行和列一起来表示它。例如，表示数组n的第三行第四列的元素，则应该写为：

n[2][3]

**注意：不论是几维数组，元素的下标都是从0开始的。**

### 1、声明数组 ###

二维数组的声明方式为：

数据类型 数组名[行数][列数];

例如：

//声明一个3行4列的整型数组
    int num[3][4];
    //声明一个5行5列的字符数组
    char ch[5][5];

### 2、初始化二维数组 ###

二维数组的初始化和一维数组相似，例如：

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

或者：

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

或者：

int n[2][2]={
        1,2,3,4}

或者：

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

**注意：二维数组初始化时，行数可以不用写，但是列数必须要写。**

从键盘输入二维数组的值：

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//声明二维数组
        int num[2][3];
    	//初始化二维数组需要使用双层循环，外层用于控制行数，内层用于控制列数
    	for(int i=0;i<2;i++){
        //二维数组的行 
    		for(int j=0;j<3;j++){
        //二维数组的列 
    			//数组的元素使用[行号][列号]表示
    			cin>>num[i][j];
    		}
    	}
    	//输出数组元素时，同样使用双层循环
    	for(int i=0;i<2;i++){
        
    		for(int j=0;j<3;j++){
        
    			cout<<num[i][j]<<" ";
    		}
    	} 
     }

### 3、练习题 ###

（1）定义一个4行4列的二维数组并赋值，交换第一行和第四行的数据，并输出。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//定义一个4行4列的数组，交换第一行和第四行的值 
    	int num[4][4];
    	//定义一维数组，用于交换值
    	int temp[4]; 
    	int n=1; 
    	//初始化二维数组，赋值为1-16 
    	for(int i=0;i<4;i++){
        //二维数组的行 
    		for(int j=0;j<4;j++){
        //二维数组的列 
    			//数组的元素
    			num[i][j]=n++;
    		}
    	}
    	//输出数组元素时，同样使用双层循环
    	cout<<"交换前：\n"; 
    	for(int i=0;i<4;i++){
        
    		for(int j=0;j<4;j++){
        
    			cout<<num[i][j]<<"\t";
    		}
    		cout<<endl;
    	} 
    	//交换 
    	for(int i=0;i<4;i++){
        
    		for(int j=0;j<4;j++){
        
    			if(i==0){
        
    				temp[j]=num[0][j];
    				num[0][j]=num[3][j];
    				num[3][j]=temp[j];
    			}
    //			if(i==3){
        
    //				num[3][j]=temp[j];
    //			}
    		}
    	} 
    	//输出数组元素时，同样使用双层循环
    	cout<<"交换后：\n";
    	for(int i=0;i<4;i++){
        
    		for(int j=0;j<4;j++){
        
    			cout<<num[i][j]<<"\t";
    		}
    		cout<<endl;
    	} 
     }

（2）计算一个4X4矩阵对角线上元素的总和。

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//计算4行4列矩阵两条对角线上元素的和
    	/*
    		1   2   3   4
    		5   6   7   8
    		9  10  11  12
    		13 14  15  16
    	*/
    	//定义二维数组 
    	int num[4][4];
    	int n=1;
    	//定义变量sum用于存放和 
    	int sum=0; 
    	//初始化二维数组，赋值为1-16 
    	for(int i=0;i<4;i++){
        //二维数组的行 
    		for(int j=0;j<4;j++){
        //二维数组的列 
    			//数组的元素
    			num[i][j]=n++;
    		}
    	}
    	//打印矩阵
    	cout<<"矩阵为：\n"; 
    	for(int i=0;i<4;i++){
        
    		cout<<"\t";
    		for(int j=0;j<4;j++){
        
    			cout<<num[i][j]<<"\t";
    		}
    		cout<<endl;
    	} 
    	cout<<"\n对角线上的元素为：\n"; 
    	//计算和：对角线上的元素有一个共同特点，一条对角线上的元素行号和列号相等，另一条上的元素行+列=3 
    	for(int i=0;i<4;i++){
        
    		for(int j=0;j<4;j++){
        
    			if(i==j||i+j==3){
        
    				sum+=num[i][j];
    				cout<<num[i][j]<<"\t";
    			}
    		}
    	} 
    	//输出总和
    	cout<<"\n元素总和为："<<sum; 
     }

运行结果：

矩阵为：
    	1	2	3	4
    	5	6	7	8
    	9	10	11	12
    	13	14	15	16
    对角线上的元素为：
    1	4	6	7	10	11	13	16
    总和为：68

（3）输入一个n\*n的二维数组，找出每行中的最大值存到一维数组中并输出

#include<iostream>
    using namespace std;
    
    int main()
    {
        
    	//输入一个n*n的二维数组，找出每行中的最大值并存到一维数组中，输出 
    	//定义变量n 
    	int n;
    	cout<<"请输入长度n：";
    	cin>>n; 
    	//定义二维数组 
    	int num[n][n];
    	//定义一维数组
    	int max[n]; 
    	//定义变量temp
    	int temp;
    	int key=1; 
    	//初始化二维数组，赋值 
    	for(int i=0;i<n;i++){
        //二维数组的行 
    		for(int j=0;j<n;j++){
        //二维数组的列 
    			//数组的元素
    			num[i][j]=key++;
    		}
    	}
    	//打印数组
    	cout<<"生成的数组为：\n"; 
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		cout<<"\t";
    		for(int j=0;j<n;j++){
        
    			cout<<num[i][j]<<"\t";
    		}
    		cout<<endl;
    	} 
    	//找每一行中的最大值 
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		//假设本行的第一个元素为最大值 
    		temp=num[i][0];
    		for(int j=0;j<n;j++){
        
    			//如果有元素值大于最大值，则改变最大值 
    			if(num[i][j]>temp){
        
    				temp=num[i][j];
    			}
    		}
    		//内层循环结束，表示比较完了一行数据，得到该行的最大值，存入一维数组中 
    		max[i]=temp;
    	} 
    	//输出数组中的所有元素 
    	for(int i=0;i<n;i++){
        
    		cout<<"第"<<i+1<<"行最大值为："<<max[i]<<endl;
    	}
     }