在C++中，数组是存储固定大小同类型元素的连续内存块。它是最基础的数据结构之一，广泛用于各种场景。以下是关于数组的详细介绍：
一、一维数组
1. 定义与初始化
- 语法：
类型 数组名[元素个数]; - 示例：
int arr[5]; // 定义包含5个整数的数组 arr[0] = 10; // 赋值 arr[1] = 20; // 初始化列表 int arr2[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 完整初始化 int arr3[] = {10, 20, 30}; // 自动推导长度为3 int arr4[5] = {1, 2}; // 部分初始化，剩余元素为0
2. 访问与遍历
- 下标访问：索引从0开始，范围为
0到长度-1。int value = arr[2]; // 访问第3个元素 arr[3] = 40; // 修改第4个元素 - 遍历方式：
// 传统for循环 for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << arr[i] << " "; } // 范围for循环（C++11起） for (int num : arr) { cout << num << " "; }
二、多维数组
1. 二维数组
- 定义：
类型 数组名[行数][列数]; - 示例：
int matrix[2][3] = { {1, 2, 3}, {4, 5, 6} }; // 访问元素 int value = matrix[1][2]; // 第二行第三列（值为6）
2. 多维数组内存布局
- 连续存储：多维数组在内存中按行优先（Row-major）存储，例如：
int arr[2][2] = {{1, 2}, {3, 4}}; // 内存布局：1, 2, 3, 4
三、数组与指针
1. 数组名隐式转换为指针
- 数组名在多数表达式中会隐式转换为指向首元素的指针：
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; int* ptr = arr; // 等价于 &arr[0] // 通过指针访问数组 cout << *ptr; // 输出1 cout << *(ptr+2); // 输出3（等价于 arr[2]）
2. 指针算术
- 指针加减运算基于元素类型大小：
int* p = arr; p++; // 指针移动4字节（int类型大小）
3. 动态数组（使用指针）
- 堆上分配：使用
new和delete[]：int size = 10; int* dynamicArr = new int[size]; // 动态分配数组 // 使用数组 for (int i = 0; i < size; i++) { dynamicArr[i] = i; } delete[] dynamicArr; // 释放内存
四、数组作为函数参数
1. 数组退化问题
- 数组作为参数时会退化为指针，丢失大小信息：
void printArray(int arr[]) { // 等价于 int* arr // sizeof(arr) 返回指针大小（如8字节），非数组大小 }
2. 正确传递数组的方法
- 显式传递大小：
void printArray(int arr[], int size) { for (int i = 0; i < size; i++) { cout << arr[i] << " "; } } - 使用引用：保留数组大小信息：
void printArray(int (&arr)[5]) { // 仅接受长度为5的数组 for (int num : arr) { cout << num << " "; } } - 使用模板：自动推导大小：
template <size_t N> void printArray(int (&arr)[N]) { for (int num : arr) { cout << num << " "; } }
五、C++标准库替代方案
1. std::array（C++11起）
- 特点：固定大小数组，封装在类中，提供更安全的接口。
- 示例：
#include <array> std::array<int, 5> arr = {1, 2, 3, 4, 5}; // 安全特性 cout << arr.size(); // 返回5 // arr[10] = 0; // 越界访问（运行时可能崩溃） arr.at(10) = 0; // 越界访问（抛出std::out_of_range异常）
2. std::vector
- 特点：动态数组，支持自动扩容。
- 示例：
#include <vector> std::vector<int> vec = {1, 2, 3}; vec.push_back(4); // 动态添加元素 cout << vec.size(); // 返回4
六、常见陷阱与最佳实践
1. 数组越界访问
- 问题：访问超出数组边界的元素，导致未定义行为。
- 示例：
int arr[3] = {1, 2, 3}; cout << arr[3]; // 越界访问，可能崩溃或读取随机值
2. 内存泄漏（动态数组）
- 问题：忘记释放
new分配的内存。 - 解决方案：优先使用
std::vector或智能指针：#include <memory> // 使用智能指针管理动态数组 std::unique_ptr<int[]> arr(new int[10]);
3. 避免C风格数组
- 建议：优先使用
std::array或std::vector替代原始数组，减少手动内存管理：// 推荐写法 std::array<int, 5> arr; // 固定大小 std::vector<int> vec; // 动态大小
通过合理使用数组和标准库容器，你能高效处理各种数据存储需求。建议优先使用std::vector和std::array，仅在性能敏感或与C代码交互时使用原始数组。