3.6  数组

学过前面的基本数据类型之后，我们现在可以定义单个变量来表示单个的数据。例如，我们可以用int类型定义变量来表示公交车的216路；可以用float类型定义变量来表示西红柿3.5元一斤。但是，除了单个孤立的数据之外，现实世界中还有一类批量数据。例如，一个公司所有员工的工资，这些数据的数据类型相同（都是int类型），性质相同（都表示员工的工资），数量很多（成千上万员工的工资），并且往往形成一个有意义的数据集合（员工工资）。针对这类的批量数据，单独地定义一个一个的变量来表示显然是行不通的。为此，C++提供了数组这种构造型数据类型来表达批量数据，它将这些数据组织起来形成一个数据序列，让这些数据排排坐，吃果果，极大地方便了批量数据的处理。

3.6.1  数组的声明与初始化

在C++中，定义一个数组的方法同定义一个变量的方式非常相似，不同的是，变量名变成了数组名，而在数组名之后，我们用中括号“[]”引出了表示数组中数据元素个数的常数。其具体语法形式如下：

数据类型 数组名[个数常量][个数常量]…;

其中，数据类型表示这一系列批量数据的类型。比如，我们要定义一个可以保存多位员工工资的数组，而每个员工工资数据都可以用int类型数据表示，那么整个数组的数据类型就是int类型；数组名通常是一个表明数组中数据含义的标识符。在这里，数组中的数据都是员工工资，所以我们可以用arrSalary作为数组名。其中，arr表示这是一个数组（array），而Salary则表示数组中的数据都是工资；数组名后中括号中的个数常量则表示这一系列批量数据的个数。比如，这个公司有100000位员工，我们需要在数组中保存100000个工资数据，那么这个个数常量自然就是100000。另外需要注意的是，这个个数常量必须大于0，并且必须是常数。根据上面的分析，我们可以这样来定义用以保存100000个员工工资数据的数组：

// 保存100000个员工工资的数组
int arrSalary[100000];

在定义数组的同时，也可以利用“{}”对数组进行初始化。例如：

// 定义数组并进行初始化
int nArray[5] = { 1，2，3，4，5 };  

这行代码在定义一个长度为5的整型数组nArray的同时，用“{}”把1、2、3、4、5分别赋值给数组中的5个元素，以此来完成数组的初始化。当然，如果不需要对数组中的所有数据都赋初始值，也可以仅对数组的前面部分元素赋值，而剩余的未指定初始值的数据，会被赋值为0或是这种数据的默认初始值。例如：

// 给定数组中前6个元素的初始值，剩下94个数据被赋值为0
int nBigArray[100] = { -10, 23, 542, 33, 543, 87 };

虽然我们可以利用“{}”在定义数组的同时对数组元素赋初始值，可是数组的数据元素往往较多，要想使用“{}”完成其中所有数据的赋值，往往是不太现实的。更多的时候，我们是利用“{}”将数组中的所有元素都赋值为0，完成数组使用前的清零操作。例如：

// 将nBigArray数组中的所有元素赋值为0
int nBigArray[100] = { 0 };

知道更多：多维数组

// 记录学生成绩三维数组
int arrScore[3][10][30];

3.6.2  数组的使用

定义好数组后，我们就相当于拥有了多个变量，可以引用数组中的数据元素来进行运算。要想访问数组中的各个数据，我们通过在数组名后的中括号中给定数组下标来实现。所谓数组下标，它代表了要访问的数据在数组中的位置。要注意的是，这个表示数据位置的下标是从0开始记数的。比如，在我们前面定义的记录员工工资的arrSalary数组中，第一个数据是老板的工资，我们就可以通过如下的方式来读写访问第一个数据：

// 数组中第一个数据表示老板的工资，用下标0表示数组的第一个数据
// 赋值为1，表示老板的工资为1
arrSalary[0] = 1；
// 读取数组中的第一个数据，输出老板的工资
cout<<"老板的工资是:"<<arrSalary[0]<<endl;

这里我们可以看到，通过在数组名之后的中括号中给定0这个下标，我们可以像读写普通变量一样地来读写数组中的第一个数据。以此类推，要想访问数组中的第二个数据，数组下标就应该是1，要想访问第n个数据，下标就应该是n-1。例如：

// 数组中的第二个数据表示老板娘的工资， 给定下标1访问
arrSalary[1] = 99999;
// 往后依次就是各个员工的工资
arrSalary[2] = 2000;
// …

在使用数组下标时，另外需要注意的一个地方是，下标必须大于等于0小于数组定义时的个数常数。简单来讲，一个长度为n的数组，其下标的取值范围是[0，n-1]。如果下标的取值超出了这个范围，就会访问到数组以外的内存区域，引起数组访问越界的错误，轻则造成数据读写错误，严重时甚至会导致程序崩溃。并且，这种错误极具隐蔽性，往往很难发现。所以我们一开始在使用数组时，就一定要时刻注意防止数组访问越界。数组下标与数组中数据元素的对应关系如下图所示：

图3-3 数组中数据元素与下标的对应关系

同样的道理，对于二维数组、三维数组等多维数组，同样可以通过给定多个下标来访问数组中的数据元素。例如：

// 第一个年级，第二个班级，第26位同学的成绩是82
arrScore[0][1][25] = 82;

这里我们可以看到，通过下标对数组中元素进行读写访问，就像使用一个单独的变量一样简单。有了数组的帮忙，我们在描述大量性质相同的数据时，就无须单独地定义多个相同类型的变量，而只需定义一个能容纳需要处理数据的数组，然后通过不同的下标就可以访问到不同的数据，也就像拥有多个单独变量一样方便。