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Modern C++ Primer

3.8 数组类型

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数组（Array）是一种复合类型，它可以在连续的内存空间中存储相同类型的多个元素。

数组的声明与初始化

Section titled “数组的声明与初始化”

声明数组时，需要指定元素的类型和数组的大小。数组的大小必须是一个常量表达式，读者目前可以把它理解为一个整数字面量。

// 声明一个包含 5 个整数的数组，这个数组的类型是 int[5]
int numbers[5];

需要注意，数组类型是一个复合类型，它的大小是由元素类型和数组大小共同决定的。
这里 int numbers[5]; 的类型是 int[5]，其中的 5 是数组的大小。

数组可以在声明时进行初始化：

// 声明并初始化数组
int numbers[5] {10, 20, 30, 40, 50};
// 现在 `numbers` 包含 5 个整数，按顺序依次是 10, 20, 30, 40, 50

或者，可以只初始化部分元素，未初始化的元素将被初始化为 0：

// 只初始化前两个元素，其他元素将被初始化为 0
int numbers[5] {10, 20};

此外，C++ 支持通过初始化器的长度来推断数组的大小：

// 数组大小自动推断为 5，注意这里 numbers 的类型是 `int[5]` 而不是 `int[]`
int numbers[] {10, 20, 30, 40, 50};

访问数组元素

Section titled “访问数组元素”

可以通过索引操作符/下标操作符[]来访问数组中的元素，这是一种独特的后缀表达式。数组的索引从 0 开始。

int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};


int first_element = numbers[0]; // 访问第一个元素，值为 10
int third_element = numbers[2]; // 访问第三个元素，值为 30


numbers[4] = 55; // 修改第五个元素的值

访问超出数组边界的元素会导致未定义行为。

数组的引用

Section titled “数组的引用”

引用可以绑定到数组，如下所示：

int numbers[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
auto& ref = numbers; // ref 是一个对数组的引用


ref[0] = 100; // 修改数组的第一个元素

这里 ref 是一个对数组 numbers 的引用，可以通过 ref 来访问和修改数组的元素。

多维数组

Section titled “多维数组”

你可以在 C++ 中声明多维数组，实际上这就是数组的数组，是数组的简单嵌套形式。

// 声明一个 2x3 的二维整数数组
int matrix1[3][2];


// 初始化一个 3x2 的二维数组，这里使用嵌套的初始化器
int matrix2[3][2] = {
    {1, 0},
    {0, 1},
    {0, 0}
};


// 访问二维数组的元素
int element = matrix2[1][1]; // 访问第二行第二列的元素，值为 1

读者可以尝试通过 auto& 和代码编辑器的类型提示功能来查看多维数组的类型，如下：

auto& matrix2_ref = matrix2; // matrix2_ref 的类型是 int (&)[3][2]
auto& row_ref = matrix2[1]; // row_ref 的类型是 int (&)[2]

可以发现，matrix2 的类型其实是 int[2] 类型的、大小为 3 的数组。即 int[3][2] 实际外层的数组的大小是 3，内层数组的大小是 2。在需要处理数组大小的时候，需要尤其注意这一点。