03-数组与字符串：一组数据怎么放¶

目标¶

用数组保存一组数字，并能遍历、统计、查找
理解下标从 0 开始，以及“越界”为什么危险
会用 std::string 处理字符串：拼接、长度、访问字符、读整行

先决知识¶

会用 if/for/while 写基础逻辑（见 01 章 4、5）
会写函数并能调用（见 02 章 2、3）

1. 数组（array）：把很多同类型数据排成一排¶

你现在遇到的第一个“容器”，通常就是数组。

专业名称：数组（array）
类比：一排连续编号的储物格，每个格子装同一种东西（同一种类型）
作用：用一个名字存一组数据，方便用循环批量处理
规则/坑点：下标从 0 开始；数组大小固定；越界访问会产生严重问题

1.1 怎么声明与初始化¶

最常见的写法：

#include <iostream>

int main() {
    int a[5] = {10, 20, 30, 40, 50};
    std::cout << "a[0]=" << a[0] << '\n';
    std::cout << "a[4]=" << a[4] << '\n';
    return 0;
}

你需要抓住 3 个点：

int a[5]：表示有 5 个 int 格子
a[0] 是第 1 个格子，a[4] 是第 5 个格子
a[5] 不存在（越界）

再看两种很实用的初始化：

int a[5] = {0};

含义：把第 1 个元素设为 0，剩下的也会被置为 0（新手阶段可以把它理解成“全清零”）。

int a[5] = {};

含义：把所有元素都置为 0（更直观）。

1.2 下标（index）：为什么从 0 开始¶

专业名称：下标/索引（index）
类比：储物格的编号，从 0 号开始贴标签
作用：用 a[i] 精确定位第 i 个元素
规则/坑点：合法范围永远是 0 ~ (n-1)；一旦写到 a[n] 就越界

你先把这句当成“铁律”：

长度是 n 的数组，最大下标永远是 n-1

2. 遍历数组：用循环把整排格子走一遍¶

2.1 读入 N 个数，求和与最大值（可运行）¶

#include <iostream>

int main() {
    const int n = 5;
    int a[n] = {};

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        std::cin >> a[i];
    }

    int sum = 0;
    int maxValue = a[0];
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        sum += a[i];
        if (a[i] > maxValue) {
            maxValue = a[i];
        }
    }

    double avg = static_cast<double>(sum) / n;
    std::cout << "sum=" << sum << '\n';
    std::cout << "max=" << maxValue << '\n';
    std::cout << "avg=" << avg << '\n';
    return 0;
}

这里你第一次看到 static_cast<double>(sum)：

专业名称：显式类型转换（explicit cast）
类比：给数据换一个“包装规格”，让它按新的规则参与计算
作用：避免整数除法丢小数，让结果按浮点数算
规则/坑点：不要迷信“自动帮你转对”，新手阶段遇到“整数除法”就主动转成 double

3. 数组和函数：为什么通常要“数组 + 长度”一起传¶

你一定会想把“求最大值”封装成函数。问题是：函数拿到数组时，通常还需要数组长度。

入门先记结论（原因会在第 04 篇指针里讲透）：

把数组交给函数时，常见做法是：传数组 + 传长度

可运行例子：

#include <iostream>

int maxOf(const int a[], int n) {
    int maxValue = a[0];
    for (int i = 1; i < n; i++) {
        if (a[i] > maxValue) {
            maxValue = a[i];
        }
    }
    return maxValue;
}

int main() {
    const int n = 5;
    int a[n] = {};
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        std::cin >> a[i];
    }

    std::cout << "max=" << maxOf(a, n) << '\n';
    return 0;
}

注意这句：

const int a[]：表示函数承诺“不修改数组内容”

4. 字符串（std::string）：一串字符，不是“单个字符”¶

前面你见过 'Q'（一个字符），现在学的是 "qtcraft" 这种一串字符。

专业名称：字符串（string），标准库字符串类型：std::string
类比：一串连续的字符珠子，你可以数长度、拼接、访问第几个珠子
作用：保存和处理文本（用户名、路径、提示语、整行输入……）
规则/坑点：cin >> s 读到空格就停；读整行要用 getline

4.1 基础操作：拼接、长度、访问字符（可运行）¶

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string name = "qtcraft";
    std::string msg = "hello, " + name;

    std::cout << "msg=" << msg << '\n';
    std::cout << "len=" << msg.size() << '\n';

    if (!msg.empty()) {
        std::cout << "first=" << msg[0] << '\n';
        std::cout << "last=" << msg[msg.size() - 1] << '\n';
    }

    return 0;
}

这里 size() 和 empty() 你只记两条规则就够用：

s.size() 返回字符个数（长度）
s.empty() 判断是否为空串（长度是否为 0）

访问字符时的坑点：

s[i] 不会帮你检查越界；i 超了就会出问题
你想要“带检查”，可以用 s.at(i)（越界会抛异常），新手阶段先知道有这个选项即可

4.2 读字符串：读单词 vs 读整行¶

4.2.1 `cin >> s`：读一个“词”¶

std::string s;
std::cin >> s;

它会跳过前导空白，然后读到下一个空白为止，所以输入 hello world，读到的是 hello。

4.2.2 `getline(cin, line)`：读一整行¶

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string line;
    std::getline(std::cin, line);
    std::cout << "line=" << line << '\n';
    return 0;
}

如果你前面已经用过 cin >> 读数字/单词，再用 getline 读整行，最容易踩到一个经典坑：上一句输入留下的换行会被 getline 立刻读走，导致读到空行。

一个新手好用的写法是这样：

std::string line;
std::getline(std::cin >> std::ws, line);

这里 std::ws 也是操纵符（见 01 章 0.4 对“操纵符”的解释），作用是：先吃掉前导空白（包括那个残留的换行），再开始读整行。

常见坑¶

错误：数组下标从 1 开始用
结果：要么漏掉第一个元素，要么访问越界
正确：长度 n 的数组，下标永远是 0 ~ n-1
错误：访问 a[n]（越界）
结果：输出乱、程序崩溃、结果不稳定（越界是典型“玄学 bug”）
正确：循环条件用 i < n，不要写 i <= n
错误：把 cin >> s 当成“读一整行”
结果：遇到空格就截断
正确：读整行用 std::getline
错误：cin >> 后直接 getline
结果：读到空行
正确：用 std::getline(std::cin >> std::ws, line) 或先清掉换行
错误：用 s[i] 访问字符串但 i 可能越界
结果：行为不稳定
正确：先判断范围，或用 s.at(i) 做越界检查

小练习¶

练习 1：统计 5 个数（数组基础）¶

题目：读入 5 个整数，输出 sum、max、min、avg
输入/输出：输入 5 个整数，输出四个统计值
约束：avg 用小数输出
提示：avg = (double)sum / n 或 static_cast<double>(sum) / n
目标：练数组 + 循环 + 基础统计

练习 2：反转数组（下标练习）¶

题目：读入 6 个整数，把数组原地反转并输出
输入/输出：输入 6 个整数，输出反转后的 6 个整数
约束：必须原地反转（不额外开第二个数组）
提示：交换 a[l] 和 a[r]，然后 l++、r--
目标：练下标边界与交换逻辑

练习 3：冒泡排序（算法入门）¶

题目：读入 8 个整数，使用冒泡排序从小到大排序并输出
输入/输出：输入 8 个整数，输出排序后的序列
约束：只能用数组、循环、if；先不要用库排序
提示：每一轮把最大的“冒”到末尾
目标：练双重循环与比较交换

练习 4：统计整行文本（字符串遍历）¶

题目：读入一整行字符串，统计字母、数字、空格的数量
输入/输出：输入一行文本，输出三个计数
约束：把整行读进来（必须用 getline）
提示：判断字符范围：'0'~'9'，'a'~'z'，'A'~'Z'，空格是 ' '
目标：练 string + 遍历 + 条件判断

练习 5：回文串判断（综合）¶

题目：读入一行字符串，判断是否回文（从左读和从右读一样）
输入/输出：输入一行，输出 palindrome=1 或 palindrome=0
约束：先只处理原样比较（不忽略空格、不忽略大小写）
提示：双指针：l 从左、r 从右，向中间走
目标：练 string 下标、边界控制、循环条件

小结¶

你现在应该掌握：

数组的声明与初始化，以及下标从 0 开始的规则
用循环遍历数组做统计、查找，并把逻辑封装成函数（数组 + 长度）
std::string 的常用操作：拼接、长度、访问字符
读单词用 cin >>，读整行用 getline，并知道如何处理残留换行

下一篇会进入指针与引用：你会真正理解“数组 + 长度为什么要一起传”，以及内存地址到底是什么。