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C++ 数组

数组是 C++ 中的一种重要数据结构，它允许程序员在一行代码中存储多个相同类型的数据。这篇文章将详细介绍 C++ 数组的概念、特点、初始化、访问方法以及一些实用示例。

一、数组的概念

数组是一种线性数据结构，它将一系列相同类型的数据组织在一起。数组的每个元素都有一个唯一的索引值，通过这个索引可以快速定位和访问特定位置的数据。在 C++ 中，数组通常用于存储一组相关数据，例如整数、字符或对象。

二、数组的特点

1. 顺序性：数组的元素在内存中按照顺序存储，可以通过索引依次访问。

2. 随机访问性：数组元素的位置是固定的，但可以通过索引直接访问，因此具有随机访问的特性。

3. 相同类型：数组中的所有元素具有相同的类型，这使得数组在存储和操作数据时具有较高的效率。

4. 长度限制：数组有固定的长度，超出长度的访问将导致数组越界。

5. 动态性：虽然数组的长度是固定的，但在程序运行过程中，可以通过重新分配内存来动态改变数组的长度。这需要使用到额外的内存管理函数，如 std::vector 容器。

三、数组的初始化

在 C++ 中，可以通过以下方式初始化数组：

1. 初始化列表：在声明数组时，使用花括号 {} 包含一个或多个初始值。例如：

int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};

2. 使用默认初始化值：对于整型、浮点型和字符型数组，如果没有提供初始化列表，编译器会为数组元素分配默认值。对于整型和浮点型，默认值为零；对于字符型，默认值为空字符 '\0'。

3. 初始化部分元素：可以只初始化数组的一部分元素，剩余元素将自动初始化为默认值。例如：

int arr[] = {1, 2, 4, 5};

四、访问数组元素

访问数组元素的方法是使用数组名加上索引值。索引从零开始，也就是说，数组的第一个元素对应的索引是 0。以下是一些访问数组元素的示例：

#include <iostream>

int main() {
    int arr[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    std::cout << "arr[0] = " << arr[0] << std::endl;  // 输出：arr[0] = 1
    std::cout << "arr[1] = " << arr[1] << std::endl;  // 输出：arr[1] = 2
    std::cout << "arr[2] = " << arr[2] << std::endl;  // 输出：arr[2] = 3
    return 0;
}

注意：访问越界的行为是不确定的，可能会导致程序崩溃或产生未定义的行为。因此，在访问数组元素之前，最好检查索引是否在有效范围内。

五、数组的实用示例

1. 冒泡排序算法：

#include <iostream>

void bubbleSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; ++i) {
        for (int j = 0; j < n - i - 1; ++j) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
}

int main() {
    int arr[] = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    bubbleSort(arr, n);
    std::cout << "排序后的数组为：\n";
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        std::cout << arr[i] << " ";
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}