C++ 遍历数组

所谓的 “遍历数组”，指的就是把数组中的每一个元素按顺序访问一遍。如果一个数组里有几十个甚至上百个元素，我们总不能手动去写 arr[0]、arr[1]、arr[2]……那样写起来实在太麻烦了。

遇到这种情况，我们可以借助 for 循环来控制下标，让程序自动把数组中的所有元素依次访问一遍。如果只需要从头到尾读取或修改元素、不关心当前元素的下标位置，还可以使用更简洁的范围 for 循环，下一节我们就会专门介绍。

使用 for 循环遍历数组

使用下标 for 循环遍历数组时，我们可以灵活控制下标的变化方向，既可以从头到尾 “正序遍历”，也可以从尾到头 “倒序遍历”。

1. 正序遍历数组

在 C++ 中，最基础的遍历方式就是让循环变量 i 从下标 0 开始，每一轮循环后加 1，并在循环体内部通过 arr[i] 依次访问对应位置的元素。

语法：

for (int i = 0; i < 数组长度; i++) {
    // 访问 数组名[i]
}

说明：

假设数组的长度是 5，那么合法的下标范围就是 0 ~ 4。因此在编写 for 循环时，循环变量 i 要从 0 开始，并且循环条件要写成小于数组长度（如 i < 5）。

示例 1：按顺序遍历数组

#include <iostream>

int main() {
    int arr[5] = {12, 24, 36, 48, 60};

    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        std::cout << arr[i] << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

12
24
36
48
60

分析：

在这个例子中，for (int i = 0; i < 5; i++) 让下标变量 i 从 0 依次变化到 4，一共执行 5 轮循环，按顺序打印出 arr[0] 到 arr[4] 的值。当第 5 轮结束后 i 变为 5，条件 5 < 5 返回 false，循环随之结束。

在示例 1 中，我们在循环条件里直接写死了数字 5。在实际开发中，我们更推荐先调用 std::size() 函数获取数组长度，再放进循环条件中。这样就算后面增删了初始元素，循环也会自动适应新的长度。

示例 2：结合 std::size() 遍历

#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    int arr[] = {12, 24, 36, 48, 60};
    int len = std::size(arr);

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        std::cout << arr[i] << ' ';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

12 24 36 48 60

分析：

int len = std::size(arr); 表示先算出数组 arr 的长度 5 并保存到变量 len 中，随后在 for 循环中使用 i < len 控制循环次数。同时，这里把循环体内的换行符 '\n' 换成了空格 ' '，让 5 个元素在同一行隔开显示。

在编写遍历数组的循环条件时，小伙伴们要特别注意：判断条件一定要写成小于号 <，而不能写成小于等于号 <=：

int len = std::size(arr);

// 正确方式
for (int i = 0; i < len; i++) {
    std::cout << arr[i] << ' ';
}

// 错误方式
for (int i = 0; i <= len; i++) {
    std::cout << arr[i] << ' ';
}

为什么不能写成 i <= len 呢？因为当数组长度为 5 时，合法下标只有 0 ~ 4。如果写成 i <= len，最后一轮循环 i 会变成 5，去访问根本不存在的 arr[5]，从而引发数组下标越界。

2. 倒序遍历数组

如果我们希望从最后一个元素开始，从后往前倒着输出整个数组，只需要让起始下标 i 从 len - 1 开始，每轮循环减 1，直到下标 0 为止。

示例 3：倒序遍历数组

#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    int arr[] = {12, 24, 36, 48, 60};
    int len = std::size(arr);

    for (int i = len - 1; i >= 0; i--) {
        std::cout << arr[i] << ' ';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

60 48 36 24 12

分析：

int i = len - 1 表示将起始下标设为最后一个元素的下标 4，每轮循环结束后执行 i-- 让下标减 1。这样 i 就会依次取 4、3、2、1、0，刚好把数组从尾到头访问了一遍。

这里大家还要留意循环条件必须写成 i >= 0。如果漏掉了等号写成 i > 0，下标为 0 的第 1 个元素 arr[0] 就会被漏掉。

批量修改数组元素

在遍历数组的过程中，我们不仅可以读取 arr[i] 的值，还可以直接对 arr[i] 重新赋值，从而对数组中的所有元素进行批量修改。下面我们来看一个例子。

示例 4：批量修改数组元素

#include <iostream>
#include <iterator>

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

    // 将每个元素的值加 5
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        arr[i] += 5;
    }

    // 输出修改后的结果
    for (int i = 0; i < len; i++) {
        std::cout << arr[i] << ' ';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

15 25 35 45 55

分析：

arr[i] += 5; 这句代码等价于 arr[i] = arr[i] + 5，作用是将下标 i 处的元素在原有值的基础上加 5。当第 1 个 for 循环执行完毕后，原数组中的 5 个元素就已经全部更新成了 15、25、35、45、55。

遍历数组的常见应用

在实际开发中，我们遍历数组往往不只是为了把元素打印出来，更多时候是为了对整组数据进行统计或查找，其中最常见的就是 “数组求和” 与 “找出最大值”。

1. 计算数组元素之和

想要计算数组中所有元素的总和，我们可以先在循环外部定义一个初始值为 0 的累加变量 sum，然后在循环中把每个元素依次加到 sum 上。

示例 5：计算数组元素之和

#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    int arr[] = {12, 24, 36, 48, 60};
    int len = std::size(arr);
    int sum = 0;

    for (int i = 0; i < len; i++) {
        sum += arr[i];
    }

    std::cout << "元素之和：" << sum;
    return 0;
}

运行结果如下。

元素之和：180

分析：

进入循环之前，一定要先写 int sum = 0 将累加变量清零，避免里面残留随机的垃圾值。接着在每一轮循环中，通过 sum += arr[i] 把当前元素加到 sum 里。等 5 轮循环全部执行完毕，sum 保存的就是 5 个元素的总和 180。

2. 找出数组中的最大值

如何找出数组中的最大值呢？你可以把这个过程想象成 “打擂台”：先假设数组的第 1 个元素 arr[0] 是擂主，把它保存到变量 max 中。然后从下标 1 开始，依次拿后面的元素跟 max 比较，只要遇到比 max 更大的元素，就让它替换掉原来的 max。

示例 6：找出数组最大值

#include <iostream>
#include <iterator>

int main() {
    int arr[] = {36, 42, 97, 64, 15, 84};
    int len = std::size(arr);
    int max = arr[0];    // 先假设第 1 个元素最大

    // 从下标 1 开始依次比较
    for (int i = 1; i < len; i++) {
        if (arr[i] > max) {
            max = arr[i];
        }
    }

    std::cout << "最大值：" << max;
    return 0;
}

运行结果如下。

最大值：97

分析：

在这个例子中，int max = arr[0]; 先把第 1 个元素 36 作为初始的最大值，因此后面的 for 循环直接从下标 i = 1 开始比较即可，不需要再让 arr[0] 和自己比一次。整个比较过程如下：

• 当 i = 1 时：arr[1] 为 42，满足 42 > 36，max 更新为 42。
• 当 i = 2 时：arr[2] 为 97，满足 97 > 42，max 更新为 97。
• 当 i = 3 ~ 5 时：后面的 64、15、84 都不大于 97，条件不成立，max 最终保持为 97。