【C++】细说C++中的数组之“静态”数组

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前言

数组是C/C++以及各种编程语言中最常用的一种数据结构，了解数组的性质并且学会使用数组是对于程序员最基本的要求。今天给大家介绍一下数组，介绍主要分为静态数组与动态数组两部分。

注：这里讲到的静态数组不是使用static 关键字修饰的数组，而是普通的数组，为了与后面的动态数组分离开，才说明它是静态数组。

静态数组

数组是一种复合的类型，因此在定义数组时必须显式指定数组的类型，不能使用auto关键字，静态数组的声明形如a[d]; a是数组的名字，d是数组的维度。维度说明了数组中元素的个数，因此d必须大于0。

在进行编译时，d必须是已知的，即编译器在编译时d已经是可以确定的值，因此数组的维度必须是一个常量表达式。

补充：常量表达式是指不会改变且在编译过程就能得到计算结果的表达式，显然字面值属于常量表达式。

静态数组的初始化

 int S = 10;int arr[S];          //错误，S不是常量表达式int *prr[10];        //正确，10是常量表达式const int M = 10;int A[M] = { 10 };   //正确，M是常量表达式string C = "fishing_pan";const int N = C.length();char B[N];          //错误，N不是常量表达式，因为N在运行时候才被初始化

在上面的数组中可以看到，数组的维度必须是常量表达式。

在定义的时候可以对静态数组进行列表初始化，而进行列表初始化时，可以不声明数组的维度，如果没有声明数组的维度，那么编译器会根据初始值推测数组的大小。如果声明了维度，那么数组的初始值的数量不能超过维度，如下面的例子所示。

int arr1[4] = {0, 1, 2 };             //数组大小为4，值分别是0,1,2,0，未列出的值进行默认初始化；char arr2[] = {'P', 'A', 'N' };         //未声明大小，大小为3double arr3[4] ={0,1,2,3,4}         //错误，初始值过多

字符数组的特殊性

在字符数组的定义中，可以使用字符串字面值进行定义，这个时候要注意了，字符串默认在结尾处还有一个空字符，空字符需要占用一个位置。

从下面的例子可以看出，初始化字符数组时，可以不标明大小，这样不会出错。

char arr4[3] ="pan";     //错误，"pan"是const char[4]类型，不能用于初始化char arr4[3]char arr5[] ="pan";      //正确，arr5大小为4；

不允许拷贝和赋值

不能将数组内容拷贝给其他数组进行初始化，也不能用数组为其他数组赋值。

数组元素访问

数组元素可以用下标进行访问，也可以实现指针进行访问，需要注意的是，数组的第一个元素的编号是0，而不是1；一个100大小的数组，索引编号是0-99。

char arr5[] = "pan";char c=arr[2];          //c=’n’；

数组与指针

在C++中，数组与指针的关系非常紧密。指针一般使用取地址符来指向某一对象。同样也可以用于指向一个数组，不同的是，指针不会指向整个数组，而是指向数组中的某个位置；例如

int arr1[4] = { 0, 1, 2 };int *p = &arr1[1];            //指向arr1的第二个数；

直接将数组的名字传给指针时，默认指向数组的第一个值。

int arr1[4] = { 0, 1, 2 };int *p = arr1;            //等价于p=&arr1[]，指向arr1的第1个数；

指针迭代与迭代器

当遍历数值的值时，可以使用指针进行迭代，只需移动指针即可；

int arr1[4] = { 0, 1, 2 };int *p = &arr1[1];++p;              //此时p指向arr1[2];

使用指针遍历虽然简单，但是容易出现超出范围的内存错误。因此可以使用迭代器；

 int *beg = begin(arr1);     //指向数组首元素int *ends = end(arr1);      //指向数组末尾元素的下一位while(beg!=ends)          //进行遍历。{cout<< *beg<<endl;     //解引用输出数组值。beg++;}

多维静态数组

在有些时候，为了使用方便或者观察方便，会定义多维数组，比如读取一张图像，可以用一张二维数组存储图像中对应坐标的灰度值。

多维数组其实就是元素是数组的数组，拿一个二维数组为例，第一个维度表示的是数组的大小，也就说是数组本身有多少个元素。第二个维度表示其元素的大小。

inttwodArr1[4][5];   //定义一个本身大小为4，元素大小为5的数组，共可存储20个整型数据

对于二维数组来说，我们常常把第一个维度称为行，第二个维度称为列，上式定义了一个4行5列的数组。

多维静态数组的初始化

除了一维数组中提到的注意事项外，多维数组进行初始化时，也有一个需要注意的问题。

为了方便理解，可以使用花括号将每一行括起来。

int twodArr2[4][5] = { { 0, 1, 2, 3, 4 }, {5, 6, 7, 8, 9 }, { 0, 1, 2, 3, 4 }, { 5, 6, 7, 8, 9 } };

也可以不适用花括号，由编译器自己判断；

int twodArr3[2][5]= { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };   //等价于int twodArr2[2][5] = { {0, 1, 2, 3, 4},{ 5, 6 ,0,0,0}};

注意：定义多维数组时，如果不对它进行初始化，必须标明每个维度的大小；如果进行了显式的初始化，可以不标明最高维度的大小，（也就是第一个维度，当第一个维度不标明大小，则不需进行初始化）；

inttwodarr4[][][5] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };    //错误，需标明第二个维度的大小inttwodarr5[][5] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 };       //正确；inttwodarr5[][5];                                         //错误，必须声明每一个维度的大小

多维数组与指针及迭代器

int twodarr[3][4];int(*p3)[5]= twodArr2;        //指向twodArr2的第一行p3= &twodArr2[1];              //指向twodArr2的第二行cout << *(*p3) << endl;            //输出为5，第二行第一个数字

可以看出，我们使用指针对数组进行迭代，当然，也可以使用迭代器；

for (auto p = begin(twodArr2); p !=end(twodArr2); p++){for(auto q = begin(*p); q != end(*p); q++){cout<< *q << " ";}cout<< endl;}

至此，静态数组讲解的差不多了，如果大家有不理解的地方，可以把上面的代码都自己写一下，就能够明白为什么。后面，会写一篇动态数组的博文。并且讲一下静态数组与动态数组的区别。

未完.......

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