C++數組與循環：遍歷數組的幾種方法

在C++中，數組是存儲多個相同類型數據的集合，而循環則是重複執行代碼塊的工具。當我們需要處理數組中的每一個元素時，就需要用到“遍歷”數組的方法。今天我們就來看看C++中遍歷數組的幾種常見方式，從簡單到進階，適合初學者逐步掌握。

一、數組基礎回顧¶

首先，我們得知道數組是什麼。數組是一組相同類型的數據，在內存中連續存儲。比如定義一個包含5個整數的數組：

int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};  // 定義一個有5個元素的數組，元素值爲1~5

這裏要注意：數組的索引從0開始，所以第一個元素是arr[0]，第二個是arr[1]，最後一個是arr[4]（因爲5個元素的索引是0~4）。

二、爲什麼需要遍歷數組？¶

遍歷數組就是逐個訪問數組中的每個元素，常見用途包括：
- 打印所有元素（比如輸出數組內容）
- 計算元素總和、平均值、最大值
- 修改數組元素（比如每個元素加1）

要實現遍歷，循環是最常用的工具。接下來我們看看幾種循環+數組的組合方式。

三、遍歷數組的方法¶

方法1：傳統for循環（帶索引）¶

這是最基礎的遍歷方式，通過循環變量i作爲數組索引，依次訪問每個元素。
步驟：
1. 定義數組和循環變量i
2. 循環條件：i小於數組長度（注意數組長度是n時，索引最大爲n-1）
3. 循環體：通過arr[i]訪問第i個元素，執行操作（如打印、計算等）
4. 更新循環變量i（自增1）

代碼示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);  // 計算數組長度（5）

    // 遍歷數組
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cout << "第" << i << "個元素：" << arr[i] << endl;
    }
    return 0;
}

輸出：

第0個元素：1
第1個元素：2
第2個元素：3
第3個元素：4
第4個元素：5

適用場景：需要知道元素索引（比如要修改特定位置的元素，或根據索引計算結果）。

方法2：while循環遍歷數組¶

和for循環類似，while循環也可以通過索引i遍歷數組，只是結構不同（先判斷條件，再執行循環體）。
代碼示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i = 0;  // 初始化索引變量

    while (i < n) {  // 條件：i小於數組長度
        cout << "元素：" << arr[i] << endl;
        i++;  // 更新索引（和for循環的i++作用相同）
    }
    return 0;
}

輸出和方法1相同。
注意：while循環需要手動管理循環變量i的初始化和更新，容易忘記寫i++導致死循環，所以初學者建議優先掌握for循環。

方法3：範圍for循環（C++11及以上）¶

這是C++11引入的簡潔遍歷方式，不需要手動寫索引，直接遍歷數組中的每個元素。
語法：

for (元素類型 變量名 : 數組名) {
    // 操作每個元素（變量名即爲當前元素值）
}

代碼示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};

    // 遍歷數組，變量num依次取每個元素值
    for (int num : arr) {
        cout << "當前元素：" << num << endl;
    }
    return 0;
}

輸出：

當前元素：1
當前元素：2
當前元素：3
當前元素：4
當前元素：5

關鍵點：
- 變量num會複製數組中的每個元素值，而不是引用原數組元素。如果要修改原數組元素，需用引用類型：for (int& num : arr)（注意&符號）。
- 適用場景：只需要訪問元素值，不需要索引（比如打印所有元素、求和等）。

方法4：指針遍歷數組（底層理解）¶

數組名本質是數組首元素的地址（即指針），可以通過指針變量遍歷數組。這種方式更貼近底層，適合理解數組的存儲方式，但初學者可以先了解。
代碼示例：

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int* p = arr;  // p指向數組首元素（arr等價於&arr[0]）

    // 通過指針遍歷：*p表示當前元素，p++移動到下一個元素
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cout << "元素：" << *p << endl;  // *p 等價於 arr[i]
        p++;  // 指針後移一位（等價於i++）
    }
    return 0;
}

輸出同上。
補充：也可以用p[i]代替*p（數組名arr是指針，所以arr[i]等價於*(arr + i)，即p[i]等價於*(p + i)）。

四、方法對比與選擇¶

五、總結¶

遍歷數組是C++編程的基礎技能，初學者建議優先掌握：
1. 傳統for循環（帶索引）：萬能基礎，適合大多數場景。
2. 範圍for循環：C++11及以上推薦，簡潔高效，適合簡單遍歷。

如果需要更復雜的操作（如動態調整索引、修改元素），可以結合while循環或指針遍歷進一步學習。記住：數組索引從0開始，循環條件要避免越界（i < n而不是i <= n），這是避免錯誤的關鍵！

通過多練習不同的遍歷方法，你會逐漸熟悉數組和循環的組合使用，爲後續更復雜的編程打下基礎。