C++的语法基础（四）
⭐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
#include <iostream>
#include <algorithm>
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;
}
练习题5：计算 22 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。
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;
}
7.4 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;
}