C++是一种功能强大且广泛应用的编程语言，对于想要深入学习编程和算法的人来说，掌握C++是一个重要的里程碑。本文将带你逐步了解C++编程的基础知识，并介绍一些算法和编程技巧帮你入门c++算法。
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在
c++算法入门教程(1)和c++算法入门教程(2)-中，我讲了什么是编程、安装编译环境、输出、变量、输入、for循环、if和switch选择语句、循环结构、数组、函数，没看第一、二篇的可以去看看。

这篇博文续接c++算法入门教程(2)，再次深入数组和函数。

一、数组

数组是C++中一种基础而强大的数据结构，用于存储相同类型的一组元素。在之前的文章中，我们已经简要介绍了数组的概念，现在我们进一步探讨其使用细节和应用场景。

1. 定义与初始化

数组的定义需要指定元素类型、数组名以及元素数量。例如，创建一个包含五个整数的数组`nums`：

int nums[5];  // 声明一个长度为5的整数数组

初始化数组可以在声明时直接给出初始值，使用花括号 `{}` 包裹各个元素：

int scores[] = {85, 9½, 78, 92, 88};  // 初始化一个整数数组

若未指定数组长度，编译器会根据初始值的数量自动推断。另外，数组的索引是从0开始的，因此`scores[0]`对应第一个元素`85`，`scores[4]`对应最后一个元素`88`。

2. 访问与修改

通过数组名和索引来访问或修改数组中的元素：

cout << "First score is: " << scores[0] << endl;  // 输出第一个分数
scores[2] = 80;  // 将第三个分数改为80

3. 二维数组

数组还可以是多维的，最常见的是二维数组，相当于一个表格。例如，定义一个3行4列的整数数组`matrix`：

int matrix[3][4];  // 声明一个3行4列的二维整数数组

初始化和访问二维数组与一维数组类似，只需增加一个索引维度：

int chessboard[8][8] = {
    {0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1},
    {1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0},
    // ...
};
cout << "Top-left square is: " << chessboard[0][0] << endl;  // 输出左上角方格值

4. 数组操作注意事项

使用数组时务必注意以下几点：

1. 避免数组越界访问

数组的索引是从0开始的，这意味着一个长度为N的数组其有效索引范围是0到N-1。试图访问超出此范围的元素会导致未定义行为，可能会引发程序崩溃、数据损坏，甚至安全漏洞。例如，对于数组int arr[5]，正确的访问应该是arr[0]至arr[4]。对arr[-1]、arr[5]及更远位置的访问都是非法的：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
cout << arr[4];  // 合法：输出5
cout << arr[5];  // 非法：可能导致程序崩溃或意外行为

确保在编写涉及数组索引的代码时，始终对索引值进行有效的边界检查。尤其是在循环中遍历数组时，务必确保循环条件正确限制了索引范围。

2. 数组大小一旦确定，无法动态改变

在C++中，数组的大小在声明时就已经确定，且在程序运行期间无法更改。这意味着一旦创建了一个具有特定大小的数组，你无法在程序运行时增加或减少其元素数量。例如：

int arr[5];  // 创建一个长度为5的数组
arr[5] = 6;  // 错误：尝试在数组尾部添加新元素，数组大小并未改变

// 或者
arr.resize(10);  // 错误：C++数组没有resize方法，不能动态改变大小

如果需要动态调整元素数量，应该使用std::vector，它是一个可变大小的数组类模板，提供了添加、删除元素以及动态调整容量的方法。

3. 数组名作为指针使用

在某些上下文中，数组名可以被视为指向其首元素的指针。这意味着可以使用数组名进行指针运算，如解引用或进行指针偏移。但是要注意，尽管数组名和指针在某些情况下可以互换使用，它们在语义上并不完全相同：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int* ptr = arr;  // 将数组名赋值给指针，ptr现在指向arr的第一个元素

cout << *ptr++;  // 输出1，然后ptr指向arr的第二个元素
cout << *ptr;    // 输出2

尽管数组名可以作为指针使用，但不能对数组名本身进行赋值操作，如arr = new int[10];是非法的。

4. 数组复制与赋值

直接复制或赋值整个数组通常需要手动逐个元素复制，或者使用标准库提供的std::copy函数。C++11引入了std::array，它提供了拷贝构造函数和赋值运算符，使得数组的复制更为方便。对于std::vector，则可以直接使用赋值运算符(=)或std::vector::assign方法进行数组的复制。

二、函数

函数是组织和复用代码的重要手段，它将一组相关操作封装在一个独立的单元中，便于管理和调用。在C++中，函数的定义和使用涉及以下几个方面：

1. 声明与定义

函数声明告诉编译器函数的存在、返回类型以及参数列表，而定义则提供了函数的具体实现。例如，声明一个计算两数之和的函数add：

1int add(int a, int b);  // 声明函数add，接收两个int参数，返回int类型

对应的函数定义：

1int add(int a, int b) {
2    return a + b;  // 函数体实现两数相加，并返回结果
3}

2. 参数传递

函数参数可以通过值传递、引用传递或指针传递。值传递时，函数接收到参数的一个副本；引用传递和指针传递则允许函数直接修改原始变量的值。例如：

// 值传递
void incrementByValue(int num) {
    num += 10;  // 变量num的副本在函数内部增加10，不影响外部变量
}

// 引用传递
void incrementByRef(int& num) {
    num += 10;  // 直接修改传入的num变量
}

// 指针传递
void incrementByPtr(int* numPtr) {
    *numPtr += 10;  // 通过指针修改指向的变量
}

3. 返回值

函数可以返回一个值（如add函数），也可以没有返回值（声明为void）。如果函数有多条return语句，仅最后一条被执行，其他return语句通常用于提前结束函数执行。

4. 函数重载

C++允许同一作用域内具有相同名字但参数列表不同的函数，称为函数重载。重载有助于提高代码的可读性和一致性：

int max(int a, int b) {
    return a > b ? a : b;
}

double max(double a, double b) {
    return a > b ? a : b;
}

至此，我已全面介绍了C++中的if语句、switch语句、循环结构（for、while、do-while）、数组、函数。这些基础知识是构建复杂算法的基础。