C++數組聲明：實現存儲和操作一組同類型數據

一、數組概述

C++中的數組是一種存儲固定大小、同類型元素的數據結構。數組聲明後會在內存中申請一塊連續的空間，每個元素佔用一定位元組數的大小。數組適用於需要存儲大量數據且數據類型相同的場景，可以方便地訪問和操作數組中的元素。

二、聲明和初始化數組

在C++中，聲明數組需要指定數組的類型和大小。數組大小可以是一個常量、變量或者表達式，但必須是正整數。下面是一個聲明和初始化數組的示例代碼：

// 聲明一個大小為5的整型數組
int arr[5];

// 初始化整型數組元素
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
arr[3] = 4;
arr[4] = 5;

// 聲明和初始化整型數組
int brr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

數組的初始化可以使用花括號{}，用逗號分隔各個元素的值。如果初始化值少於數組大小，未初始化的元素會被設置為默認值（0或者null）。如果初始化值多於數組大小，會出現編譯錯誤。

三、數組元素訪問

數組元素的訪問方式為數組名加上方括號[]和元素的下標。數組下標從0開始，到數組大小減1結束。通過數組元素訪問方式，我們可以讀取或者修改數組元素的值。下面是一個訪問數組元素的示例代碼：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
cout << arr[0] << endl; // 輸出1
arr[0] = 10;
cout << arr[0] << endl; // 輸出10

四、多維數組

除了一維數組，C++也支持多維數組。聲明一個多維數組需要指定每個維度的大小。下面是一個二維數組的聲明和初始化的示例代碼：

int arr[3][4] = {
    {1, 2, 3, 4},
    {5, 6, 7, 8},
    {9, 10, 11, 12}
};

多維數組的元素訪問方式是通過多個數組下標的組合來訪問。例如arr[1][2]表示數組中第二行第三列的元素。

五、數組作為函數參數

在函數聲明中，可以使用數組作為參數來傳遞一組數據。C++中的數組作為函數參數傳遞時，實際上傳遞的是數組的首地址。下面是一個函數中使用數組作為參數的示例：

// 計算數組中元素的平均值
double average(int arr[], int size) {
    int sum = 0;
    for(int i = 0; i < size; ++i) {
        sum += arr[i];
    }
    return static_cast(sum) / size;
}

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    double avg = average(arr, 5);
    cout << "平均值為：" << avg << endl;
    return 0;
}

六、動態分配數組

C++中還可以使用new運算符動態分配內存來創建一個數組。動態分配的數組可以在程序執行過程中動態地改變大小，但需要手動釋放內存避免內存泄漏。下面是一個動態分配整型數組的示例：

int size = 5;
int *arr = new int[size];
arr[0] = 1;
arr[1] = 2;
arr[2] = 3;
arr[3] = 4;
arr[4] = 5;
delete[] arr; //釋放內存

七、總結

數組是C++中最基本的數據結構之一，常用於存儲一組相同類型的數據。數組可以通過下標訪問元素，也可以作為函數參數傳遞。多維數組可以用於存儲表格等數據結構，而動態分配數組可以動態地改變數組大小。合理的使用數組可以讓程序更加簡潔高效。