C++ 数组长度

所谓的 “数组长度”，指的就是数组中一共包含多少个元素。当数组里的元素比较多，或者初始化时省略了中括号 [] 里的数字时，靠人工一个个去数不仅麻烦，还很容易数错。

在 C++ 中，让程序自动获取数组长度常用的有 2 种方式：① 使用标准库提供的 std::size() 函数；② 使用 sizeof 运算符相除计算。

使用 std::size() 获取长度（推荐）

在现代 C++ 开发中，我们优先推荐使用标准库提供的 std::size() 函数来获取数组的长度。

语法：

std::size(数组名)

说明：

在使用 std::size() 函数之前，我们需要先通过 #include <iterator> 引入头文件。调用该函数后，std::size() 会直接返回数组中包含的元素个数。

示例 1：使用 std::size() 获取长度

#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    int arr[] = {10, 20, 30, 40, 50};
    int len = std::size(arr);

    std::cout << len;
    return 0;
}

运行结果如下。

5

分析：

std::size(arr) 表示直接获取数组 arr 中元素的个数，因此输出结果为 5。即使我们在初始化时省略了 [] 里的数字，std::size() 依然能准确算出元素个数。后续如果往花括号里增删了初始元素，它也会自动算出新的长度。

这里有一点需要留意：数组长度指的是创建数组时确定的 “总元素个数”。哪怕采用部分初始化，比如写成 int arr[5] = {10, 20} 只给前两个元素赋初值，std::size(arr) 算出来的依然是总长度 5，而不是手写了几个数字。

在实际开发中，获取到数组长度之后，除了后面遍历数组时会经常用到之外，还有一个常见用途是结合下标访问数组的 “最后一个元素”。如果数组的长度为 len，那么最后一个元素的下标就是 len - 1。

示例 2：获取最后一个元素

#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    int arr[] = {12, 25, 38, 41, 56, 60};
    int len = std::size(arr);

    std::cout << "第 1 个元素：" << arr[0] << '\n';
    std::cout << "最后一个元素：" << arr[len - 1];
    return 0;
}

运行结果如下。

第 1 个元素：12
最后一个元素：60

分析：

在这个例子中，std::size(arr) 算出数组长度 len 为 6。由于数组下标是从 0 开始计算的，最后一个元素的下标是 len - 1，也就是 5，因此 arr[len - 1] 访问的就是 arr[5]，输出结果为 60。

这里小伙伴们要注意，访问最后一个元素时不能直接写成 arr[len]。因为下标 len 已经超出了 0 ~ len - 1 的合法范围，会导致数组下标越界，下面这种写法就是错误的：

std::cout << arr[len];    // 下标越界

使用 sizeof 计算长度

std::size() 是从 C++17 标准才开始引入的。在此之前的早期 C++ 代码中，并没有直接获取数组长度的函数，当时我们通常会借助 sizeof 运算符来计算数组长度。

语法：

sizeof(数组名) / sizeof(数组名[0])

说明：

一个数组虽然包含多个元素，但数组本身也可以看作一个整体。因此，我们可以使用 sizeof(数组名) 获取整个数组在内存中占用的总字节数，再用 sizeof(数组名[0]) 获取第 1 个元素占用的字节数。

由于同一个数组中所有元素的数据类型都相同，每个元素占用的字节数也完全一样。这就好比已知整箱苹果重 20 斤、每个苹果重 4 斤，将 “数组总字节数” 除以 “单个元素的字节数”，算出来的结果自然就是数组的元素个数了。

示例 3：使用 sizeof 计算长度

#include <iostream>

int main() {
    double prices[] = {12.5, 8.8, 19.9, 6.5};
    int len = sizeof(prices) / sizeof(prices[0]);

    std::cout << "数组总字节数：" << sizeof(prices) << '\n';
    std::cout << "单个元素字节数：" << sizeof(prices[0]) << '\n';
    std::cout << "数组长度：" << len;
    return 0;
}

运行结果如下。

数组总字节数：32
单个元素字节数：8
数组长度：4

分析：

从运行结果可以直观地看到：每个 double 元素占 8 个字节，4 个元素一共占 32 个字节。sizeof(prices) 得到总字节数 32，sizeof(prices[0]) 得到单个元素的字节数 8，两者相除 32 ÷ 8 就算出了数组长度 4。

可能有些小伙伴看到数组元素的类型是 double，会想着把除号后面直接写成 sizeof(double)。我们可以对比一下下面这 2 种方式：

// 方式 1（推荐）
int len = sizeof(prices) / sizeof(prices[0]);

// 方式 2（不推荐）
int len = sizeof(prices) / sizeof(double);

方式 2 虽然在这里也能算出正确结果，但如果后续把数组的元素类型改成了 float 或 int，我们还得记得手动修改除号后面的类型名，一旦漏改就会算错长度。

相比之下，方式 1 除以的是第 1 个元素 prices[0] 的大小。不管以后把数组元素改成什么类型，它都能自动算出正确的数组长度，因此在实际开发中我们更推荐使用方式 1。