====== 5. 数组 (Arrays) ======

===== 5.1 概述 =====

所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素。

**特点 1**：数组中的每个 **数据元素都是相同的数据类型**。
**特点 2**：数组是由 **连续的内存** 位置组成的。

===== 5.2 一维数组 =====

==== 5.2.1 一维数组定义方式 ====

一维数组定义的三种方式：

  - <code cpp>数据类型 数组名[ 数组长度 ];</code>
  - <code cpp>数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1, 值2 ... };</code>
  - <code cpp>数据类型 数组名[ ] = { 值1, 值2 ... };</code>

**示例**：
<code cpp>
int main() {

    // 定义方式1
    // 数据类型 数组名[元素个数];
    int score[10];

    // 利用下标赋值
    score[0] = 100;
    score[1] = 99;
    score[2] = 85;

    // 利用下标输出
    cout << score[0] << endl;
    cout << score[1] << endl;
    cout << score[2] << endl;


    // 第二种定义方式
    // 数据类型 数组名[元素个数] = {值1, 值2, 值3 ...};
    // 如果{}内不足10个数据，剩余数据用0补全
    int score2[10] = { 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 };

    // 一个一个输出太麻烦，因此可以利用循环进行输出
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << score2[i] << endl;
    }

    // 定义方式3
    // 数据类型 数组名[] = {值1, 值2, 值3 ...};
    int score3[] = { 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 };

    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        cout << score3[i] << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}
</code>

> **总结1**：数组名的命名规范与变量名命名规范一致，不要和变量重名。
> **总结2**：数组中下标是从0开始索引。

==== 5.2.2 一维数组数组名 ====

一维数组名称的 **用途**：

  - 可以统计整个数组在内存中的长度
  - 可以获取数组在内存中的首地址

**示例**：
<code cpp>
int main() {

    // 数组名用途
    // 1、可以获取整个数组占用内存空间大小
    int arr[10] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

    cout << "整个数组所占内存空间为： " << sizeof(arr) << endl;
    cout << "每个元素所占内存空间为： " << sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "数组的元素个数为： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;

    // 2、可以通过数组名获取到数组首地址
    cout << "数组首地址为： " << (long long)arr << endl;
    cout << "数组中第一个元素地址为： " << (long long)&arr[0] << endl;
    cout << "数组中第二个元素地址为： " << (long long)&arr[1] << endl;

    // arr = 100; 错误，数组名是常量，因此不可以赋值

    system("pause");
    return 0;
}
</code>

> **注意**：数组名是常量，不可以赋值。
> **总结1**：直接打印数组名，可以查看数组所占内存的首地址。
> **总结2**：对数组名进行 sizeof，可以获取整个数组占内存空间的大小。

==== 5.2.3 冒泡排序 ====

**作用**：最常用的排序算法，对数组内元素进行排序。

  - 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
  - 对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。
  - 重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较。

**示例**：将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序。

<code cpp>
int main() {

    int arr[9] = { 4, 2, 8, 0, 5, 7, 1, 3, 9 };

    for (int i = 0; i < 9 - 1; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 9 - 1 - i; j++)
        {
            if (arr[j] > arr[j + 1])
            {
                int temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }

    for (int i = 0; i < 9; i++)
    {
        cout << arr[i] << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}
</code>

===== 5.3 二维数组 =====

二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。

==== 5.3.1 二维数组定义方式 ====

二维数组定义的四种方式：

  - <code cpp>数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];</code>
  - <code cpp>数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1, 数据2}, {数据3, 数据4} };</code>
  - <code cpp>数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };</code>
  - <code cpp>数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };</code>

> **建议**：以上4种定义方式，利用 **第二种更加直观**，提高代码的可读性。

**示例**：
<code cpp>
int main() {

    // 方式1
    // 数组类型 数组名 [行数][列数]
    int arr[2][3];
    arr[0][0] = 1;
    arr[0][1] = 2;
    arr[0][2] = 3;
    arr[1][0] = 4;
    arr[1][1] = 5;
    arr[1][2] = 6;

    for (int i = 0; i < 2; i++)
    {
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            cout << arr[i][j] << " ";
        }
        cout << endl;
    }

    // 方式2
    // 数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1, 数据2}, {数据3, 数据4} };
    int arr2[2][3] =
    {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };

    // 方式3
    // 数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
    int arr3[2][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

    // 方式4
    // 数据类型 数组名[][列数] = { 数据1, 数据2, 数据3, 数据4 };
    int arr4[][3] = { 1, 2, 3, 4, 5, 6 };

    system("pause");
    return 0;
}
</code>

> **总结**：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数。

==== 5.3.2 二维数组数组名 ====

  *   查看二维数组所占内存空间
  *   获取二维数组首地址

**示例**：
<code cpp>
int main() {

    // 二维数组数组名
    int arr[2][3] =
    {
        {1, 2, 3},
        {4, 5, 6}
    };

    cout << "二维数组大小： " << sizeof(arr) << endl;
    cout << "二维数组一行大小： " << sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组元素大小： " << sizeof(arr[0][0]) << endl;

    cout << "二维数组行数： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
    cout << "二维数组列数： " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;

    // 地址
    cout << "二维数组首地址： " << (long long)arr << endl;
    cout << "二维数组第一行地址： " << (long long)arr[0] << endl;
    cout << "二维数组第二行地址： " << (long long)arr[1] << endl;

    cout << "二维数组第一个元素地址： " << (long long)&arr[0][0] << endl;
    cout << "二维数组第二个元素地址： " << (long long)&arr[0][1] << endl;

    system("pause");
    return 0;
}
</code>

> **总结1**：二维数组名就是这个数组的首地址。
> **总结2**：对二维数组名进行 sizeof 时，可以获取整个二维数组占用的内存空间大小。

==== 5.3.3 二维数组应用案例 ====

**考试成绩统计**：

案例描述：有三名同学（张三，李四，王五），在一次考试中的成绩分别如下表，**请分别输出三名同学的总成绩**。

^  ^ 语文 ^ 数学 ^ 英语 ^
| 张三 | 100 | 100 | 100 |
| 李四 | 90 | 50 | 100 |
| 王五 | 60 | 70 | 80 |

**参考答案**：
<code cpp>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {

    int scores[3][3] =
    {
        {100, 100, 100},
        {90, 50, 100},
        {60, 70, 80},
    };

    string names[3] = { "张三", "李四", "王五" };

    for (int i = 0; i < 3; i++)
    {
        int sum = 0;
        for (int j = 0; j < 3; j++)
        {
            sum += scores[i][j];
        }
        cout << names[i] << "同学总成绩为： " << sum << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}
</code>