1.6 数组
数组（Array）是用于处理同种类型数据的集合，比如有50个人的成绩，可以存放到大小为50的整型数组中，便于进行排序、求平均值、最大最小值等操作。数组在定义时需要指定大小，以便分配固定大小的存储空间，在实际开发中，常使用动态大小的链式数据结构替代数组。
1.6.1 什么是数组
数组是内存上连续排列的一种数据结构，数组的起始地址是第一个元素所在的地址，通过下标索引可访问某个元素，索引从0开始编号，最后一个元素的索引值为数组长度减1，若索引大于等于数组长度，会引发程序崩溃。
声明数组时需明确指定数组大小，若要使用变量指定数组大小，可用new运算符动态生成一个数组，在使用完数组后用delete运算符手动释放该数组。
1.6.2 一维数组
一维数组可看做一组连续排列的数据集合，数组占用内存大小等于数组长度乘以数组元素的大小，使用下标索引访问每个元素，如a[i]代表第i+1个元素。定义数组时可进行初始化，若不对每个元素赋值，系统将分配一个随机值，用{}初始化数组可不指定大小。
【实例1-21】定义一个一维数组，根据元素值进行升序排序后，获取数组的最大值、最小值、平均值。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int score[]={78,90,88,100,87}; //定义并初始化一维数组
int count=sizeof(score)/sizeof(int); //计算数组大小
for(int i=0;i<count-1;i++) //数组按照从小到大的顺序排序
{
for(int j=i;j<count;j++)
{
if(score[i]>score[j]) //若第i元素大于后面的元素，交换值
{
int temp=score[i]; //将第i个元素的值暂时保存到temp中
score[i]=score[j]; //将第j个元素的值赋给第i个元素
score[j]=temp; //将temp保存的值赋给第j个元素
}
}
}
int sum=0; //总和
cout<<"排序后：";
for(int k=0;k<count;k++) //遍历数组，输出排序后的数组
{
sum+=score[k]; //数据累加
cout<<score[k]<<" ";
}
cout<<endl<<endl;
cout<<"最大值："<<score[count-1]<<endl; //最大值
cout<<"最小值："<<score[0]<<endl; //最小值
cout<<"平均值："<<(double)sum/count<<endl; //平均值
return 0;
}
编译运行，结果如图1-18所示。定义数组时直接使用{}赋初值，这样无须在[]中输入数组的大小，自动根据{}中元素的数目决定数组的大小。sizeof(score)得到整个数组占用的内存大小，sizeof(int)得到一个int元素占用的大小，相除得到数组元素数目。
图1-18 一维数组
两个for循环用于对数组排序，外层for循环第1次循环得到最小值，用第1个元素的值与其后的所有元素比较，若第1个元素的值大于其后的某个元素，将较小的元素和第1个元素交换值，这样第1个元素的值始终是较小的，所有元素都比较结束后，第1个元素的值就是最小值。第2次循环用第2个元素的值与其后的所有元素比较，得到次小值，依此类推。
排序后将每个元素的值累加，得到所有元素的总和，除以元素数目得到平均值。由于排序方式为升序，第1个元素为最小值，最后一个元素为最大值。
1.6.3 二维数组
二维数组可看做一个n行m列的矩阵，使用方法类似于一维数组。通过下标访问每个元素，如a[i][j]代表第i行j列的元素（索引从0开始编号）。
二维数组定义时可进行初始化，如int a[][2]={{1,2},{3,4}};内层的{1,2}为第一行的初始值，数组a的行数为内层{}的数目，可不指定大小，但必须指定数组a的列数，内层{}中元素的数目不能大于列数，若小于列数，剩余未赋值的元素默认为0。
【实例1-22】定义二维数组并初始化，获取行数和列数，输出所有元素的值。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int a[2][3]={{1,3,4},{7,5,6}}; //定义二维数组并初始化
int row=sizeof(a)/sizeof(a[0]); //行数
int column=sizeof(a[0])/sizeof(int); //列数
cout<<"a行数："<<row<<endl;
cout<<"a列数："<<column<<endl;
for(int i=0;i<row;i++) //输出所有元素
{
for(int j=0;j<column;j++){
cout<<a[i][j]<<" ";
}
cout<<endl; //换行
}
cout<<endl;
return 0;
}
编译运行，结果如图1-19所示。初始化时一个内层{}表示一行数据，sizeof(a)得到整个二维数组占用的内存大小，sizeof(a[0])得到一行元素占用的内存大小，sizeof(int)得到一个int元素的大小，用数组总大小除以一行大小得到行数，用一行大小除以每个元素大小得到列数。
图1-19 二维数组
外层的for循环遍历每一行，内层的for循环遍历当前行的每一列，两个for循环输出所有元素，当输出一行元素后，输出换行符，另起一行显示下一行元素。
1.6.4 动态数组
声明数组时必须指定固定的大小值，但有时候在运行前并不知道元素的总数目，需要在程序运行时确定元素数目，可使用new运算符在程序运行时动态生成一定大小的数组。
一般类型的变量都有作用域，程序运行时在栈（stack）中创建，当超出变量作用域后被自动释放。使用new运算符动态创建的变量在堆（heap）中创建，不会自动释放，必须使用delete运算符手动释放。若使用new动态创建后忘记用delete释放，会造成内存泄漏，这也是C++被认为不安全的原因之一。
【实例1-23】用new运算符动态创建一个数组，对元素赋值并输出后，用delete运算符释放该数组。
#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
int cnt=10;
int* a=new int[cnt]; //动态创建数组，数组大小为变量cnt
for(int i=0;i<10;i++) //数组赋值
{
a[i]=i*10-i;
cout<<a[i]<<" ";
}
delete [] a; //释放动态创建的数组
cout<<endl;
return 0;
}
用new运算符动态创建一个int数组，大小为变量cnt，返回一个int指针，指向刚分配的数组的首地址。数组名实际上等于数组第一个元素的地址，即a等同于&a[0]，所以数组变量和指针变量性质是相同的。
使用完数组后，要用delete手动释放，如delete a; a为要释放的变量的地址，若a指向的是一个数组，需要使用[]表明要释放的是数组，如delete [] a;否则只释放第一个元素。
1.6.5 数组排序
在一维数组中使用了一种排序方法，C++函数库自带一个排序函数qsort，用于实现对数组的快速排序，函数格式如下：
void qsort(void *buf, size_t num, size_t size, int (*compare)(const void *, const
void *))
参数：
❑ buf：数组首地址（数组名即可）。
❑ num：数组元素数目。
❑ size：每个元素的字节大小。
❑ compare：比较函数名，指定了函数原型。
size_t是unsigned int类型的重定义，格式如下：
typedef unsigned int size_t;
typedef将一种类型重命名为另一种名称，便于根据类型即可知道变量的作用，实际上还是一种数据类型，Windows API有很多陌生的数据类型，都是使用typedef进行基本类型的重定义得到的。
int (*compare)(const void *, const void *)表示一个符合特定函数原型的指针，即传入的函数名的原型必须与该原型一致，qsort函数根据该函数的返回值决定是否交换两个参数。
【实例1-24】使用qsort函数对数组进行排序，输出排序后的元素。
#include <iostream>
using namespace std;
int compare(const void* a,const void* b) //排序比较函数，a和b为比较的两个数据的指针
{
int n1=*((int*)a); //指针a对应的值
int n2=*((int*)b); //指针b对应的值
if(n1<n2) //若参数1的值小于参数2的值，返回-1
return -1;
else if(n1==n2) //若相等，返回0
return 0;
else //若大于，返回1
return 1;
}
int main()
{
int a[5]={46,43,90,10,40}; //定义并初始化数组
qsort(a,sizeof(a)/sizeof(int),sizeof(int),compare); //快速排序
for(int i=0;i<sizeof(a)/sizeof(int);i++) //显示排序后的数组元素
{
cout<<a[i]<<" ";
}
cout<<endl;
return 0;
}
传入compare函数的指针为void类型，需要转换为实际的int类型，利用*获取指针指向的值。函数compare的原型必须与qsort函数中的定义保持一致，对传入的两个值进行判断，compare函数可决定在何种情况下返回何值。
若compare函数返回正值，qsort函数会交换两个参数的值，如当参数1大于参数2时，返回正值，qsort函数交换参数1和参数2的值，实现升序排序。