C++ std::array

在 C++ 中，std::array 是一个封装了固定大小数组的容器类。它与 C 风格数组相似，因为它存储了多个相同类型的数值。

C++ std::array 声明

std::array 定义在 <array> 头文件中，因此在使用 std::array 之前必须包含此头文件。

语法

#include <array>

// declaration of std::array 
std::array<T, N> array_name;

其中，

• T - 要存储的元素类型
• N - 数组中的元素数量

下面是如何声明一个大小为 5，存储数字列表的 std::array

std::array<int, 5> numbers;

std::array 的初始化

我们可以用两种方式初始化 std::array

方法 1

// initializer list
std::array<int, 5> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

方法 2

// uniform initialization
std::array<int, 5> marks {10, 20, 30, 40, 50};

在这里，我们初始化了两个名为 numbers 和 marks 的数组，它们的大小均为 5，存储的元素类型为 int。

示例：C++ std::array

// C++ program to demonstrate the usage of std::arrays

#include <iostream>
#include <array>

using namespace std;

int main(){
    // uniform initialization
    array <int , 5> numbers {1, 2, 3, 4, 5};

    cout << "The elements are: " << endl;

    // use a ranged for loop print the elements
    for(const int num: numbers){
        cout << num << " ";
    }
}

输出

The elements are: 
1 2 3 4 5

在上面的示例中，我们使用统一初始化声明并初始化了一个名为 numbers 的 std::array。

array <int , 5> numbers {1, 2, 3, 4, 5};

然后，我们使用 范围 for 循环 显示了数组的内容。

访问 std::array 的元素

我们可以使用 [] 运算符和数组元素的索引来访问数组元素。

// array of 5 integers
std::array<int, 5> n = {1, 2, 3, 4, 5};

// access first array element
std::cout << n[0] // returns 1

// access second array element
std::cout << n[1] // returns 2 

由于索引从 0 开始，n[0] 返回数组的第一个元素，n[1] 返回第二个元素，依此类推。

访问数组元素的另一种方法是使用 at 方法，它会检查越界错误。

// array of 5 integers
std::array<int, 5> n = {1, 2, 3, 4, 5}; 
std::cout << n.at(0) // returns 1
std::cout << n.at(1) // returns 2
std::cout << n.at(10) // throws std::out_of_range exception

修改 std::array 的元素

要修改特定索引处的元素，我们可以再次使用 [] 和 at。

std::array<int, 5> marks = {50, 67, 88, 98, 34};

// modify the 3rd element using []
marks[2] = 76; 

// modify the first element using at
n.at(0)= 1;

示例：修改和访问数组元素

#include <iostream>
#include <array>

using namespace std;

int main(){
    array <int, 5> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

    // accessing using the [] operator
    cout << "First element: " << numbers[0] << '\n';

    // accessing using the at method
    cout << "Second element: " << numbers.at(1) << '\n';

    // modify the element at index 0
    numbers[0] = 8;

    cout << "Modifying first element: " << numbers[0] << '\n';

    // modify the element at index 1
    numbers.at(1) = 90;

    cout << "Modifying second element: " << numbers[1] << '\n';
}

输出

First element: 1
Second element: 2
Modifying first element: 8
Modifying second element: 90

上面的示例演示了使用 [] 运算符和 at 方法来访问和修改 std::array 的元素。

检查数组是否为空

要检查数组是否为空，我们可以使用 empty() 方法，如下所示：

// let n be a std::array
n.empty()

当数组为空时，empty 方法返回 true，否则返回 false。

获取数组中的元素数量

我们可以使用 size 方法来获取数组中的元素数量。

// let n be a std::array
n.size() // returns the size of array

示例：将 empty 和 size 方法与 std::array 一起使用

#include <iostream>
#include <array>
using namespace std;

int main(){
    array <int, 5> numbers = {1, 2, 3, 4, 5};

    cout << "The size of array is: " << numbers.size() << '\n';

    if(numbers.empty()){
        cout << "The array is empty";
    }
    else{
        cout << "The array is not empty";
    }
}

输出

The size of array is: 5
The array is not empty

在上面的示例中，我们使用 empty 方法检查数组是否为空，并使用 size 方法获取数组中的元素数量。

用相同的值填充 std::array

我们可以使用 fill 方法将整个数组 fill 同一个值。

让我们看一个例子。

#include <iostream>
#include <array>

using namespace std;

int main(){
    array<int, 5> a;

    // fill the array with zeros
    a.fill(0);
  
    cout << "The elements are: ";
    for(const int& elt: a){
        cout << elt << " ";
    }
}

输出

The elements are: 0 0 0 0 0

在这里，我们使用 a.fill(0) 将整个数组填充为 0。

示例：将 std::array 与 STL 算法一起使用

在 C++ 中，我们可以使用 标准模板库 来实现一些常用的算法。这些算法对 std::array 支持得很好。例如，

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <numeric>
#include <array>

using namespace std;

int main(){
    array<int, 5> age = {45, 23, 66, 87, 21};

    // sorting
    sort(age.begin(), age.end());

    // print the sorted array
    cout << "The sorted array is: ";
    for(const int elt: age){
        cout << elt << " ";
    }
    cout << endl;

    // searching
   // checking whether the number 5  exists or not
    auto found = find(age.begin(), age.end(), 5);

    if (found != age.end()) cout << "5 was Found" << endl;
    else cout << "5 was Not Found" << endl;

    // summing
    int sum = accumulate(age.begin(), age.end(), 0);

    cout << "The sum of the element of array is : " << sum;
}

输出

The sorted array is: 21 23 45 66 87 
5 was Not Found
The sum of the element of array is : 242

在这里，我们对数组执行了 3 个不同的操作：排序、查找和求和。

要对数组进行排序，我们使用了 sort() 函数。

sort(age.begin(), age.end());

这将从第一个元素到最后一个元素对数组进行排序。

要查找数组中的元素，我们使用了 find() 函数。

// check if the number 5 is present or not
auto found = find(age.begin(), age.end(), 5);

这里，find 函数搜索数组 age 中是否存在数字 5。结果存储在变量 found 中。如果 found 等于 age.end()，则表示该数字不存在；否则，表示存在。

要查找数组元素的总和，我们使用 std::accumulate 函数。

int sum = std::accumulate(age.begin(), age.end(), 0);

这将返回整个数组中数字的总和。

int a[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
// Error: invalid array assignment
int b[5] = a[5];

std::array<int, 5> a = {1, 2, 3, 4, 5};
// Correct: std::array supports assignment
std::array<int, 5> b = a;