C++——数组、多维数组、简单排序、模板类vector-Toy模板网

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C++基础篇

内容	参考链接
C++入门（一）	C++——简介、Hello World、变量常量、数据类型

前言

大家好，这里是前端杂货铺。

上一篇文章，我们初步认识了 C++，并学习了常量变量和数据类型等知识。

接下来，继续我们 C++ 的学习！

一、数组

数组就是一组相同类型的数据对象集合。

下面，我们进行对一维数组的 初始化，访问和遍历操作。

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	// 长度为 10 的 int 类型的数组
	int a1[10];

	const int n = 4;
	// 长度为 4 的 double 类型的数组
	double a2[n];

	int i = 4;
	// double a3[i]; // 错误写法，元素个数不能为变量

	// 初始化
	int a3[4] = { 1, 2, 3, 4 };
	float a4[] = { 5, 6, 7 };
	short a5[10] = { 3, 6, 9 };
	// short a6[2] = { 3, 6, 9 }; // 报错，初始值太多

	// int a6[4] = a3; // 错误，不能用另一个数组对数组进行复制

	// 访问数组
	int a[] = { 1,2,3,4,5,6,7 };
	cout << "a[2] = " << a[2] << endl;
	a[2] = 30;
	cout << "修改后 a[2] = " << a[2] << endl;

	// 获取数组长度
	cout << "a数组所占空间大小为：" << sizeof(a) << endl;
	cout << "a数组中每个元素所占空间大小为：" << sizeof(int) << endl;
	
	int aSize = sizeof(a) / sizeof(int);
	cout << "数组a的长度为：" << aSize << endl;

	// 遍历
	for (int i = 0; i < aSize; i++) {
		cout << "a[" << i << "] = " << a[i] << endl;
	}

	// 范围 for 循环
	for (int num : a) {
		cout << num << endl;
	}

	cin.get();
}

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二、多维数组

多维数组就是数组的数组。其访问等操作和一维数组几乎一致。详见下面的代码：

#include<iostream>
using namespace std;

int main()
{
	// 初始化 二维数组 三行四列
	int ia[3][4] = {
		{1,2,3,4},
		{5,6,7,8},
		{9,10,11,12},
	};
	// 等价于ia，但可读性不高
	int ia2[3][4] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
	
	// 只对第一个元素赋值，其余赋零值
	int ia3[3][4] = { 12 };

	// 第一个维度可省略（编译器可自动推断），第二个维度不可省略 
	int ia4[][4] = {
		{ 1,2,3,4 },
		{ 5,6,7,8 },
		{ 9,10,11,12 },
	};

	// 访问
	cout << "ia[1][2] = " << ia[1][2] << endl;

	// 遍历
	// 计算二维数组中的行数和列数
	cout << "ia总大小为：" << sizeof(ia) << endl;
	cout << "ia每一行的大小为：" << sizeof(ia[0]) << endl;
	cout << "ia每一个元素的大小为：" << sizeof(ia[0][0]) << endl;

	// 行数
	int rowCount = sizeof(ia) / sizeof(ia[0]);
	// 列数
	int colCount = sizeof(ia[0]) / sizeof(ia[0][0]);

	for (int i = 0; i < rowCount; i++){
		for (int j = 0; j < colCount; j++) {
			cout << ia[i][j] << "\t";
		}
		cout << endl;
	}

	// & 表示引用，后续会学习
	for (auto& row : ia) {
		for (auto num : row) {
			cout << num << "\t";
		}
		cout << endl;
	}

	cin.get();
}

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三、简单排个序

我们使用双重 for 循环，对数组进行排序，下面的代码中我们使用了 选择排序法 和 冒泡排序法 实现了对数组中无顺序的数进行排序。

#include<iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int arr[] = { 5,7,8,1,2,4,6,9,8 };
	int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

	// 选择排序
	for (int i = 0; i < size; i++) {
		for (int j = i + 1; j < size; j++) {
			if (arr[j] < arr[i]) {
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[i];
				arr[i] = temp;
			}
		}
	}

	// 冒泡排序
	for (int i = 0; i < size; i++) {
		for (int j = 0; j < size - i - 1; j++) {
			if (arr[j] > arr[j + 1]) {
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}

	for (int num : arr) {
		cout << num << " ";
	}

	cout << endl;

	cin.get();
}

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四、模板类 vector

vector 是对数组功能进行扩展的一个标准库类型。它容纳着一堆数据对象，其实就是一组类型相同的数据对象的集合。

vector 与数组的区别：

数组是更加底层的数据结构；长度固定，功能较少，安全性没有保证；但性能更好，运行更高效；

vector 是模板类，是数组的上层抽象；长度不定，功能强大；但运行效率较低；

C++ 11 还新增了 array 模板类，它跟数组更加类似，长度是固定的，但更加方便、更加安全。所以在实际应用中，对于固定长度的数组使用 array，不固定长度的数组使用 vector。

下面的代码，我们进行了 模板类的初始化、访问元素、修改元素、遍历元素、添加元素 等操作，其实现也比较简单，详见如下代码：

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

int main()
{
	// 默认初始化
	vector<int> v1;

	// 列表初始化（拷贝初始化）
	vector<char> v2 = { 'a', 'b' };

	// 可以不加等号
	vector<char> v3 { 'a', 'b' };

	// 直接初始化
	vector<short> v4(5);
	// 直接初始化并附默认值 100
	vector<long> v5(5, 100);

	// 访问元素
	cout << "访问v5[3]元素：" << v5[3] << endl;

	// 修改元素
	v5[3] = 25;
	cout << "修改v5[3]的值为25：" << v5[3] << endl;
	// cout << v5[6] << endl; // 错误，越界访问

	// 遍历所有元素
	for (int i = 0; i < v5.size(); i++) {
		cout << v5[i] << " ";
	}

	cout << endl;

	// 添加元素
	v5.push_back(50);

	// 添加元素后遍历
	for (int num : v5) {
		cout << num << " ";
	}

	cout << endl;

	// 向空容器中添加倒序的元素
	for (int i = 10; i > 0; i--) {
		v1.push_back(i);
	}

	for (int num : v1) {
		cout << num << " ";
	}

	cin.get();
}