Массивы и работа с ними в С++: 7-я часть гайда по языку программирования
2026-02-21 21:48 Diff
https://skillbox.ru/media/code/izuchaem_c_chast_7_massivy_i_rabota_s_nimi/

#Руководства

  • 9 июн 2020
  • 0

Разбираемся, как пользоваться одним из самых удобных способов хранения данных.

 vlada_maestro / shutterstock

Пишет о программировании, в свободное время создаёт игры. Мечтает открыть свою студию и выпускать ламповые RPG.

Это седьмая часть из серии статей «Глубокое погружение в C++». В прошлой статье мы узнали, как использовать циклы while, do-while и for и сокращать с их помощью код. Сегодняшняя тема — массивы.

Массив — это определённое число ячеек памяти, расположенных подряд. Они позволяют эффективно хранить однотипные данные: зарплаты сотрудников, координаты персонажей, баллы учеников и так далее.

На картинке выше показано объявление массива из четырёх элементов целочисленного типа. Несмотря на то что значения элементам не присваивались, массив всё равно будет занимать такой объём памяти, который занимали бы четыре переменные. В данном случае — 16 байт.

Массивы очень удобные и быстрые: расположение ячеек друг за другом позволяет увеличить скорость работы с данными в них.

Есть несколько способов объявления массивов:

//Создание пустого массива длиной в шесть ячеек int array1[6]; //Создание массива с данными int array2[6] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; //Если вы сразу присваиваете ячейкам значения, то длину массива можно не указывать int array3[] = { 0, 1, 2, 3, 4, 5 }; //Выдаст ошибку int array4 = array3; //Обратиться к элементу массива можно по его индексу array1[0] = 1; array1[1] = 2;

Нумерация в массивах начинается с нуля, а не с единицы. При этом длина остается обычной. То есть в массиве длиной в десять ячеек индекс последней будет 9.

Важно! Массивы — иммутабельные (неизменяемые). Вы можете скорректировать значения отдельных элементов, но не сам массив — нельзя изменить его длину или присвоить одному массиву другой.

Всегда следите, чтобы не обращаться к ячейке данных, которая находится за пределами массива. Если длина равна 5, а вы обратитесь к ячейке под индексом 5, 6, 7 и так далее, то результат может быть непредсказуемым.

int arr[] = { 0, 1, 2, 3, 4 }; std::cout << arr[6] << "\n";

Вот что выведет такая программа:

При этом вывод каждый раз будет разным, потому что в данный момент эта ячейка памяти может хранить что угодно.

Чтобы использовать какой-нибудь элемент массива, к нему нужно обратиться с помощью индекса. Это удобно, когда нужно получить один или два элемента, но если нужно перебрать весь массив, то лучше воспользоваться циклами:

//Переменная, в которой будет находиться сумма всех зарплат int sum = 0; //Создаём массив с зарплатами int salaries[] = { 500, 800, 200, 300, 700, 500, 600, 250 }; //Находим длину массива int length = sizeof(salaries) / sizeof(salaries[0]); //Для этого используется функция sizeof(), которая определяет размер переменной или массива //Чтобы найти длину, нужно разделить размер всего массива на размер одной ячейки //В данном случае размер ячейки - 4 байта //Размер всего массива - 32 //32 / 4 = 8 for(int i = 0; i < length; i++) { //Прибавляем к переменной sum значение каждого элемента массива sum += salaries[i]; } std::cout << "Salaries sum: $" << sum << "\n";

Здесь выполняются операции с каждой ячейкой массива, а роль индексов выполняет итератор (переменная i).

Также с помощью циклов можно выполнить поиск по массиву. Например, чтобы найти минимальное или максимальное число:

int nums[] = { 1, 2, 32, 40, 100, 2, 33, 5, 6, 213, 7, 9, 2, -1 }; int min = nums[0]; int max = nums[0]; int length = sizeof(nums) / sizeof(nums[0]); for(int i = 0; i < length; i++) { if(nums[i] < min) { min = nums[i]; } if(nums[i] > max) { max = nums[i]; } } std::cout << "Min: " << min << "\nMax: " << max << "\n";

Вот что мы видим на экране:

Также можно использовать несколько массивов, чтобы хранить связанные данные. Например, создадим массив names, в котором будут имена сотрудников, и salaries, в котором будут зарплаты.

//Создаём два массива, в которых совпадают индексы //Если мы выведем значение salaries[0], то узнаем зарплату сотрудника names[0] std::string names[] = { "Ivan", "Igor", "Boris", "Evgenii" }; int salaries[] = { 100, 200, 300, 99999 }; std::string name; int index = -1; int salary; std::cout << "What is your name: "; std::cin >> name; int length = sizeof(salaries) / sizeof(salaries[0]); for(int i = 0; i < length; i++) { //Ищем элемент, в котором хранится такое имя if(names[i] == name) { //Мы можем использовать совпадение индексов, чтобы найти значение из другого массива salary = salaries[i]; index = i; //Прерываем цикл, так как уже нашли то, что нам нужно break; } } std::cout << "Hello, " << name << "!\nYour ID in the system is " << index << ".\nYour salary is " << salary << "\n";

Вот результат:

Вы можете использовать сокращённую запись цикла for:

for(int number : nums) { std::cout << number << "\n"; }

В этом примере nums — массив, а number — идентификатор, по которому можно обратиться к текущему элементу массива. То есть если это вторая итерация цикла, то при выводе number мы получим значение элемента nums[1].

Также вы можете указать в качестве типа данных auto — тогда программа сама определит, какой массив нужно перебрать.

Многомерные массивы — это что-то вроде массива внутри массива. Двумерный массив называется матрицей.

Самый простой пример матрицы — двумерная карта. Строки выполняют роль оси X, а столбцы — оси Y. С помощью такого массива можно вывести карту какой-нибудь игры.

//Чтобы создать массив внутри массива, нужно указать фигурные скобки внутри фигурных скобок //Например { { 1, 2}, { 3, 4 }} //Создаём пустую матрицу char map[10][10]; //Получаем длину ряда int length = sizeof(map[0]) / sizeof(map[0][0]); //Заполняем массив точками - они будут означать пустое пространство for(int i = 0; i < length; i++) { for(int j = 0; j < length; j++) { map[i][j] = '.'; } } //Указываем координаты сокровища, которое будет обозначено символом # map[7][7] = '#'; //Указываем координаты игрока int x = 3; int y = 5; //Выбранное действие int action = -1; //Достиг ли игрок цели bool win = false; while(true) { //Очищаем терминал //Для Windows замените строку ниже на system("cls"); system("clear"); //Выводим карту на экран for(int i = 0; i < length; i++) { for(int j = 0; j < length; j++) { //Если это координаты игрока, то выводим плюс if(x == j && y == i) { std::cout << " +"; //Если координаты пользователя совпадают с координатами сокровища, то говорим, что он победил if(map[i][j] == '#') { win = true; } } else { //Иначе выводим записанный в карту символ std::cout << ' ' << map[i][j]; } } //В конце каждого ряда переносим курсор на новую строку std::cout << '\n'; } //Если игрок победил, выходим из цикла if(win) { std::cout << "You win!\n"; break; } //Спрашиваем у игрока, что делать std::cout << "\nMove:\n1 - Up\n2 - Down\n3 - Left\n4 - Right\n5 - Exit\nAction: "; std::cin >> action; //Прерываем цикл, если игрок решил выйти if(action == 5) { std::cout << "Good bye!\n"; break; } //Двигаем игрока, если он не выходит за пределы карты switch(action) { case 1: if(y - 1 >= 0) { y--; } break; case 2: if(y + 1 <= length) { y++; } break; case 3: if(x - 1 >= 0) { x--; } break; case 4: if(x + 1 <= length) { x++; } break; } }

Получается очень простая игра:

Также вы можете создавать массивы с ещё большим количеством измерений: трёхмерные, четырёхмерные и так далее. Однако в них сложно ориентироваться, поэтому использовать их рекомендуется только в тех случаях, когда без них не обойтись. Например, в момент отрисовки трёхмерной графики.

Массивы в программировании используются очень часто — как в играх, так и в машинном обучении. Поэтому уметь с ними работать очень важно. В следующий раз мы поговорим о готовых решениях, которые облегчают жизнь.

Бесплатный курс по Python ➞
Мини-курс для новичков и для опытных кодеров. 4 крутых проекта в портфолио, живое общение со спикером. Кликните и узнайте, чему можно научиться на курсе. Смотреть программу