10min快速回顾C++语法（四）数组专题

C++的语法基础（四）数组专题

⭐写在前面的话：本系列文章旨在短时间内回顾C/C++语法中的重点与易错点，巩固算法竞赛与写题过程中常用的语法知识，精准地解决学过但有遗忘的情况，为算法刷题打下坚实的基础。

七、数组

7.1 一维数组

7.1.1 数组的定义

数组的定义方式和变量类似。

这里需要注意的一点是：

• main函数内部定义的数组会放在栈空间内，而（本地编译器）栈空间默认为1M，因此如果数组开的过大后，超过栈空间的容量，会报错TLE。
• 为了避免这种现象，需要将数组定义在全局（main函数外部），这样是保存在堆空间内。基本没有限制。

栈通常是用来运行指令的，堆用来存储数据。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int a[10], b[10];//数组长度
    float f[33];
    double d[123];
    char c[21];

    return 0;

}

7.1.2 数组的初始化

• 在main函数内部，未初始化的数组中的元素是随机的。
• 而main函数外部，未初始化的数组中的元素全是0。

堆中的空间不会真的开辟出来，申请数组之后，用的时候用一块内存开一块，会提前标记为0，形成零页，使用时再进行赋值。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int a[3] = {0, 1, 2};           // 含有3个元素的数组，元素分别是0, 1, 2
    int b[] = {0, 1, 1};            // 维度是3的数组
    int c[5] = {0, 1, 2};           // 等价于c[] = {0, 1, 2, 0, 0}
    char d[3] = {'a', 'b', 'c'};    // 字符数组的初始化，注意单引号''。

    return 0;

}

7.1.3 访问数组元素

通过下标访问数组。

• 数组下标从0开始。
• 注意数组访问最好不要越界，越界就有可能报错"Segmentation Fault"。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int a[3] = {0, 1, 2};  // 数组下标从0开始

    cout << a[0] << ' ' << a[1] << ' ' << a[2] << endl;

    a[0] = 5;

    cout << a[0] << endl;

    return 0;

}

7.2 程序练习

练习题1： 使用数组实现求斐波那契数列的第 N 项。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int n;
    int f[100];

    cin >> n;

    f[0] = 0, f[1] = 1;
    for (int i = 2; i <= n; i ++ ) f[i] = f[i - 1] + f[i - 2];

    cout << f[n] << endl;

    return 0;

}

练习题2：输入一个 n，再输入 n 个整数。将这 n 个整数逆序输出。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int n;
    int a[100];

    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cin >> a[i];
    for (int i = n - 1; i >= 0; i -- ) cout << a[i] << ' ';
    cout << endl;

    return 0;

}

练习题3：输入一个 n，再输入 n 个整数。将这个数组顺时针旋转 k(k≤n)次，最后将结果输出。

旋转一次是指：将最左边的数放到最右边。

方法一：

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

int main()
{
    int n, k;
    int a[100];

    cin >> n >> k;
    fot(int i = 0;i<n;i++)cin>>a[i];
    while(k--)
    {
    int t =a[n-1];
    for(int i =n-2;i>=0;i--)
        a[i+1] = a[i];
    a[0] = t;
    }
    for(int i = 0;i<n;i++)cout<<a[i]<<' ';
    return 0;

}

方法二：

巧妙做法：

eg：0123456|789

• 首先翻转整个数组

  987|6543210

• 再翻转前半部分

  789|6543210

• 最后翻转后半部分

  789|0123456

  或者先旋转两个半部分，再旋转整个数组即可。

#include <iostream>
#include <algorithm>//包含reverse函数

using namespace std;

int main()
{
    int n, k;
    int a[100];

    cin >> n >> k;
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cin >> a[i];

    reverse(a, a + k);
    reverse(a + k, a + n);
    reverse(a, a + n);

    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cout << a[i] << ' ';
    cout << endl;

    return 0;

}

练习题4：输入 n 个数，将这 n 个数按从小到大的顺序输出。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int n;
    int a[100];

    cin >> n;
    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cin >> a[i];

    for (int i = 0; i < n; i ++ )
        for (int j = i + 1; j < n; j ++ )
            if (a[i] > a[j])
                swap(a[i], a[j]);

    for (int i = 0; i < n; i ++ ) cout << a[i] << ' ';
    cout << endl;

    return 0;
}

高精度运算

练习题5：计算 2 的 N 次方。N≤10000

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int a[10000], size = 1, n;
    a[0] = 1;

    cin >> n;
    while (n -- )
    {
        int t = 0;
        for (int i = 0; i < size; i ++ )
        {
            t += a[i] * 2;
            a[i] = t % 10;
            t /= 10;
        }
        if (t) a[size ++ ] = t;
    }

    for (int i = size - 1; i >= 0; i -- ) cout << a[i];
    cout << endl;

    return 0;

}

7.3 多维数组

多维数组就是数组的数组。

7.3.1 多维数组的初始化

int a[3][4]; // 大小为3的数组，每个元素是含有4个整数的数组。

int arr[10][20][30] = {0}; // 将所有元素初始化为0
// 大小为10的数组，它的每个元素是含有20个数组的数组
// 这些数组的元素是含有30个整数的数组
#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int b[3][4] = {         // 三个元素，每个元素都是大小为4的数组
        {0, 1, 2, 3},       // 第1行的初始值
        {4, 5, 6, 7},       // 第2行的初始值
        {8, 9, 10, 11}      // 第3行的初始值
    };

    return 0;

}

7.3.2 memset

• 注意memset的单位是字节Byte，一个int变量是32bit，即4 Bytes。
• 在cstring库中
• memset(数组名,数组中每个字节赋的值,一共bytes数)
• 注意是字节赋值的，一般赋为0or-1，其中-1储存的是全1。其他赋值有变化，例如5是00000101，多个bytes组成一个数，可能会非常奇怪的数。

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
int main()
{
    int a[10];
    memset(a,0,sizeof a);

    return 0;
}

7.3.3 memcpy

memcpy(b,a,sizeof a);

• 第一个参数为目标数组
• 第二个为复制的源数组
• 第三个为复制的长度。

7.4 程序练习

输入一个 n 行 m 列的矩阵，从左上角开始将其按回字形的顺序顺时针打印出来。

#include <iostream>
#include <algorithm>

using namespace std;

int main()
{
    int n, m;
    int arr[50][50];

    cin >> n >> m;
    for (int i = 0; i < n; i ++ )
        for (int j = 0; j < m; j ++ )
            cin >> arr[i][j];

    bool st[50][50] = {false};
    int dx[4] = {-1, 0, 1, 0}, dy[4] = {0, 1, 0, -1};
    int d = 1, x = 0, y = 0;
    for (int i = 0; i < n * m; i ++ )
    {
        int a = x + dx[d], b = y + dy[d];
        if (a < 0 || a >= n || b < 0 || b >= m || st[a][b])
        {
            d = (d + 1) % 4;
            a = x + dx[d], b = y + dy[d];
        }
        cout << arr[x][y] << ' ';
        st[x][y] = true;
        x = a, y = b;
    }
    cout << endl;

    return 0;

}

7.5 特殊补充浮点数比较

浮点数的比较。由于浮点数存储的并非精确值，因此在比较浮点数时可以设置一个容忍误差。如下

#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const double eps = 1e-6;
int main()
{
    int a,b;
    cin>>a>>b;
    if(fabs(a - b)<=eps) puts("相等");
    else if(a<b-eps)puts("小于");
    else puts("大于");

    return 0;
}

不相等举例：

int a = 3;
if(sqrt(3) * sqrt(3) <3)puts("不相等？")