C++ 数组知识学习笔记

一、数组的基本概念

数组是相同数据类型的元素按一定顺序排列的集合，把多个类型相同的变量用同一个名字命名，用编号（下标）区分。比如要存储 5 个学生的成绩，就可以用数组，方便管理和操作。

• 数组名：给这组相同类型变量起的统一名字，像 int arr[5]; 里的 arr 。
• 下标：区分数组中不同元素的编号，从 0 开始。比如 arr[0] 是数组 arr 的第一个元素，arr[4] 是第五个元素（因为下标从 0 开始，5 个元素下标是 0 - 4 ）。
• 元素：数组里存储的具体数据，比如 arr[0] = 100; 里的 100 就是数组 arr 的一个元素。

二、一维数组的定义与初始化

（一）定义

格式：数据类型 数组名[数组长度];
示例：int a[5]; 定义了一个名为 a 的整型数组，能存 5 个整数，元素是 a[0] 、a[1] 、a[2] 、a[3] 、a[4] 。注意 a[5] 不属于这个数组的空间，使用会下标越界，程序可能出错。

（二）初始化

1. 完全初始化：定义时给所有元素赋值。
   示例：int a[5] = {0, 1, 2, 3, 4}; ，这样 a[0]=0 、a[1]=1 ……a[4]=4 。
2. 部分初始化：只给前面部分元素赋值，剩余元素默认用对应数据类型的默认值（整型默认 0 ）。
   示例：int a[5] = {4, 5}; ，则 a[0]=4 、a[1]=5 ，a[2] 、a[3] 、a[4] 都是 0 。
3. 不初始化：定义时不赋值，元素值不确定（是内存里原来的随机值 ）。
   示例：int a[5]; ，直接用这数组的话，元素值不可预测，实际开发一般少这么用，避免出错。
4. 错误写法：不能用 a[5] = {0,1,2}; ，因为 a[5] 只是一个元素，不是整个数组，这样写会报错。

代码示例（结合初始化）：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    // 完全初始化，每个元素依次赋值
    int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; 
    for(int i = 0; i < 5; i++) { 
        cout << a[i] << " "; 
    }
    cout << endl; 

    // 部分初始化，剩余元素默认 0
    int b[5] = {4,5}; 
    for(int i = 0; i < 5; i++) { 
        cout << b[i] << " "; 
    }
    cout << endl; 

    // 不初始化，元素值不确定（实际运行可能是随机值）
    int c[5]; 
    // 这里只是演示，实际用的话建议先初始化再用
    for(int i = 0; i < 5; i++) { 
        cout << c[i] << " "; 
    }
    cout << endl; 

    return 0;
}

三、数组的输入与输出

（一）输入

通常用循环，逐个给数组元素赋值。可以让下标从 1 开始（符合生活习惯，不过要注意数组实际下标规则 ），也可从 0 开始。
示例（下标从 1 开始输入）：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    int arr[200];// 定义能存 200 个整数的数组
    int n;
    cout << "请输入数组的大小：";
    cin >> n;// 输入要存的元素个数
    // 下标从 1 开始，循环 n 次输入
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        cin >> arr[i]; 
    }
    return 0;
}

（二）输出

同样用循环，把数组元素逐个打印。
示例（输出每个元素的两倍，下标从 1 开始）：

#include<iostream>
using namespace std;
int main() {
    int arr[200];// 定义数组
    int n;
    cout << "请输入数组的大小：";
    cin >> n;// 输入元素个数
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        cin >> arr[i]; 
    }
    // 输出每个元素的两倍，下标从 1 到 n 
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        cout << arr[i] * 2 << " "; 
    }
    return 0;
}

四、数组的常见操作示例

（一）把数组每个数扩大两倍（对应题目：把每个数扩大两倍 ）

题目要求：输入 n 个整数，都乘以 2 再输出，最多 200 个数。
代码实现：

#include <iostream>
// 定义数组，最多存 300 个整数（满足题目最多 200 个的需求，可适当大些）
int arr[300]; 
using namespace std;
int main() {
    int n;// 存储输入的整数个数
    cin >> n; 
    // 循环输入 n 个整数，同时乘以 2 
    for (int i = 0; i < n; i++) { 
        cin >> arr[i]; 
        arr[i] *= 2; 
    }
    // 循环输出乘以 2 后的结果
    for (int i = 0; i < n; i++) { 
        cout << arr[i] << " "; 
    }
    return 0; 
}

解释：先定义数组存输入的数，输入时直接把每个数乘 2 ，最后遍历输出。

（二）统计与指定数字相同的数的个数（对应题目：与指定数字相同的数的个数 ）

题目要求：输入整数序列长度 N 、N 个整数、指定数字 m ，输出序列中与 m 相同的数的个数。
代码实现：

#include <iostream>
// 定义数组，最多存 300 个整数（满足题目 N≤100 的需求 ）
int arr[300]; 
using namespace std;
int main() {
    int n;// 存储整数序列长度
    cin >> n; 
    // 循环输入 n 个整数到数组
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        cin >> arr[i]; 
    }
    int m; // 存储指定数字
    cin >> m; 
    int count = 0; // 计数器，统计相同数的个数
    // 循环遍历数组，找与 m 相同的数
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        if (arr[i] == m) { 
            count++; 
        }
    }
    cout << count; // 输出个数
    return 0; 
}

解释：先输入数组元素，再输入指定数字，遍历数组统计相同元素个数，最后输出。

（三）平移数据（对应题目：平移数据 ）

题目要求：将数组第一个元素移到末尾，其余数据依次往前平移一个位置。
代码实现：

#include <iostream>
// 定义数组，最多存 3000 个整数（可根据需求调整 ）
int arr[3000]; 
using namespace std;
int main() {
    int n; // 存储数组元素个数
    cin >> n; 
    // 循环输入 n 个整数到数组，下标从 1 开始
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        cin >> arr[i]; 
    }
    // 备份第一个元素
    int bf = arr[1]; 
    // 从第二个元素开始往前平移
    for (int i = 2; i <= n; i++) { 
        // 当前元素赋值给前一个位置，实现平移
        arr[i - 1] = arr[i]; 
    }
    // 把备份的第一个元素放到数组末尾
    arr[n] = bf; 
    // 循环输出平移后的数组元素
    for (int i = 1; i <= n; i++) { 
        cout << arr[i] << " "; 
    }
    return 0; 
}

解释：先备份第一个元素，然后通过循环让后面元素依次往前挪，最后把备份的元素放末尾，完成平移后输出。

（四）简单排序（对应题目：简单排序 ）

题目要求：输入 n 个 1~2000 范围内的整数，从小到大排序后输出。

代码实现（利用 algorithm 库的 sort 函数 ）：

#include <iostream>
// 引入算法库，用 sort 函数排序
#include <algorithm> 
// 定义数组，最多存 3000 个整数
int arr[3000]; 
using namespace std;
int main() {
    int n;// 存储输入的整数个数
    cin >> n; 
    // 循环输入 n 个整数到数组，下标从 0 开始（sort 函数习惯从 0 开始处理 ）
    for (int i = 0; i < n; i++) { 
        cin >> arr[i]; 
    }
    // sort 函数对数组前 n 个元素升序排序，arr 是起始地址，arr + n 是结束位置（不包含 ）
    sort(arr, arr + n); 
    // 循环输出排序后的数组元素
    for (int i = 0; i < n; i++) { 
        cout << arr[i] << " "; 
    }
    return 0; 
}

解释：先输入数组元素，借助 sort 函数快速排序（升序），再遍历输出排序后的结果。sort 函数需要引入 algorithm 库，它默认对数组指定范围进行升序排序，参数是起始地址和结束地址（结束地址对应的元素不参与排序 ）。如果数组下标从 1 开始，排序时要调整参数为 sort(arr + 1, arr + n + 1); ，保证排序范围正确。

五、总结

1. 数组定义：确定数据类型、数组名和长度，注意下标从 0 开始，避免越界。
2. 初始化：可完全、部分初始化，也能不初始化（但不初始化元素值不确定，慎用 ）。
3. 输入输出：用循环操作，下标可根据习惯选 0 或 1 开头，但要和数组操作逻辑对应。
4. 常见操作：通过循环和库函数（如 sort ）实现数据处理、统计、排序等功能，实际开发根据需求灵活运用数组管理同类型数据，让代码更简洁高效。

多练习这些示例，理解数组的使用场景和操作方法，就能更好地用数组解决 C++ 编程里的问题啦，比如处理一组数据的计算、统计、排序等需求 。