陣列的認識與使用



陣列是由具有相同型態的變數集合成的
陣列的每個資料稱為元素（element），元
素儲存在記憶體連續的位置上
透過索引 ( index) 可存取陣列的元素
陣列的意義
1. 陣列輸入
for (i = 0; i < 200; i++)
cin >> a[i];
2. 陣列輸出
for (i = 0; i < 200; i++)
cout << a[i] << " ";
3. 陣列加總
sum = 0;
for (i = 0; i < 200; i++)
sum += a[i];
陣列的宣告

格式
資料型態 陣列名稱[大小];
 資料型態：int, long, char, float, double 等
 陣列名稱必須是識別字
 例如宣告一個大小為 6 的整數陣列 a
int a[6];
int n = 6; int a[n];
陣列的宣告

int a[6];
• a 是陣列名稱，有 6 個元素 ，可存放 6 個
整數 a[0], a[1], ⋯⋯ a[4], a[5]
• 陣列索引為 0 ~ 5
第一個元素是 a[0]，不是 a[1]
最後一個元素是 a[5]，不是 a[6]
第 i 個元素是 a[i - 1]
• 陣列記憶體大小依宣告的資料型態和陣列
大小而定
陣列 a 儲存整數，每個元素占 4 bytes，6
個元素，陣列 a 占 24 bytes
陣列的宣告
1.
2.
3.
陣列名稱 = 陣列記憶體起始位址
索引是相對陣列起始位址的位移量(offset)，
指從第一個元素開始的第幾個
例如 a[3] 位移量3，表示 a[3] 是從第 1
個元素開始的第 3 個元素
編譯器不會檢查索引是否超出範圍，也
不會出現錯誤，但執行結果是錯的
陣列初始化



陣列在函數內宣告，元素值可能是不可
預知的資料
初始化是使用陣列前，賦予元素特定的
資料值
陣列未被初始化，不會編譯錯誤，但會
得到錯誤結果，增加除錯難度
陣列初始化
1.
使用 for 迴圈
2.
指定資料值給陣列元素
3.
給予全部元素初始值
初始值個數不能比元素多
陣列初始化
4.
5.
給予部分元素初始值，未設定的元素會
被設為 0
給予全部元素初始值 0
int a[5] = { };
// int a[5] = {0, 0, 0, 0, 0}
陣列初始化
6.
不指定陣列大小，直接給予初始值
int a[ ] = {10, 11, 12, 13, 14};



有 5 個初始值，編譯器會將陣列大小視
為 5，等同 int a[5]
int a[ ]; 是錯的語法
使用 { } 初始化時，須在宣告時就進行，
否則會產生錯誤
陣列的操作

透過索引存取元素，索引值必須是整數
陣列的操作
陣列名稱與陣列元素的不同


陣列名稱是記憶體位址，
無法只用名稱存取陣列內的資料
x
cin >> a;
cout << a; x
陣列元素
存放陣列的資料，用索引可存取陣列內
的資料
輸入或輸出陣列資料時，需一個一個元
素輸入或輸出
陣列的操作
1.
複製
int a[10], b[10];
b = a;
b = a → 將陣列 a 的起始位址指定給陣列 b
的起始位址 → a, b 陣列會有相同的起始位
址 →同一個陣列
陣列複製需用迴圈，逐一複製每個元素
陣列的操作
2.
比較
不可以直接使用陣列名稱比較
int i, a[10], b[10];
if (b != a)
要每個元素逐一比較
陣列的操作
3.
相加
大小相同的陣列才能相加
陣列 a 與 b 相加到陣列 c，不能用
c = a + b;
必須逐一元素相加
二維陣列與多維陣列
二維陣列的宣告
 多個相同資料型態的變數，
可組成一維陣列
 多個相同型態與大小的一維陣列，
可組成二維陣列
二維陣列的宣告


6 位同學 5 學科成績，可使用 6 個一維
陣列 a ~ e，每個陣列有 5 個元素來儲存
表格式資料使用二維陣列表示，可以使
用 for 雙重迴圈進行處理，非常方便
二維陣列的宣告

宣告的格式
資料型態 陣列名稱[列大小][行大小];

例如
二維陣列的宣告

一個 m × n (m 列 n 行) 的二維陣列，
第 i 列第 j 行的元素是 a[i-1][j-1]，
其中 i 是 0 ~ m - 1，j 是 0 ~ n - 1
二維陣列的宣告



編譯器提供連續的記憶體位置來儲存二
維陣列元素
例如 3 × 4 的二維陣列，會用 12 個連續
的位置來存放元素
存放的順序是先存第一列的元素，再存
第二列的元素，依此類推
二維陣列的宣告



二維陣列本質上是一維陣列
使用一維陣列，也可以達到多維陣列的
功能
int a[3][4];
int a[12];
實務上，很少用到三維以上的陣列
二維陣列的初始化

分列給予二維陣列初始值

將所有初始值放在大括弧內

給予部分元素初始值，未設定初始值的
元素會被設為 0
二維陣列的初始化


可省略列或行的大小
不能同時省略行列的大小，因為編譯器
會無法確定陣列的形式
二維陣列

處理二維陣列可使用 for 雙重迴圈，
外迴圈控制列索引，內迴圈控制行索引
例如：輸出陣列 a 元素值的程式如下：
int a[5][3];
for(int i=0;i<5;i+=1)
for (int j=0;j<3;j+=1)
cout << a[i][j] << endl;
二維陣列

此陣列 a 每列執行完後，會接到下一列開
頭繼續執行，例如：
a[0][2] 後面是 a[1][0]；
a[1][2] 後面是 a[2][0]，
依此類推，最後是 a[4][2]
C++ STL

Standard Template Library
https://zh.wikipedia.org/wiki/標準模板庫
 提供各種「容器」

• 容器即為資料結構的ADT實作

Python V.S. C++ STL
list V.S. vector/array/list/deque
 dictionary V.S. map/unordered_map
 tuple V.S pair/tuple
 set V.S. set

類似陣列的資料結構

Array
陣列的封裝
 https://en.cppreference.com/w/cpp/container/array


List
Linked-list（利用指標連結前後元素）
 搜尋速度慢，但能快速插入刪除元素
 https://en.cppreference.com/w/cpp/container/list


Deque
double-ended queue
 能快速新增到開頭結尾，但跌代器會受到影響
 https://en.cppreference.com/w/cpp/container/deque

類似陣列的資料結構

Vector


https://en.cppreference.com/w/cpp/containe
r/vector
只能存放單一資料型態
Vectort常用成員函式


v表示vector變數
v.size()


v.empty()


回傳vector內元素個數
回傳vector是否為空(v.size()==0)
v.at(index)
類似python list.index(index)
 安全取得index的值


v.front()/v.back()

取得第一個/最後一個值
Vectort常用成員函式

v.push_back(value)
等同python list.append(value)
 將value新增到容器結尾


v.pop_back()


v.clear()


取出最後一個元素
清空vector
v.resize(n)/v.resize(n, x)
將vector的size調整為n
 若沒有定義x預設初始為0

vector與迴圈
迭代器(Iterator)

用於容器內部遍歷的物件


定位內部物件「位置」
以vector為例
開頭位置：v.begin()
 結尾位置：v.end()
 從開頭往後3個：v.begin()+3
 取得值：

• *v.begin()
• *(v.begin()+3)
利用迭代器控制vector

reverse(v.begin(),v.end())
類似python list.reverse()
 倒轉v的元素


sort (v.begin(),v.end())
類似python list.sort()
 排序v的元素


v.insert(v.begin()+index, n)
類似python list.insert(index, n)
 將n插入到index的位置


v.erase(v.begin()+index)

刪除index位置的元素
練習題
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練習題
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練習題
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練習題 d213: 长寿的兔子
練習題 a248: 新手訓練 ~ 陣列應用 無窮位數小數
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列，相同的數共有幾個
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