C++ 陣列完整指南：宣告、初始化、多維陣列與進階應用

陣列 是固定大小、同質元素的連續記憶體集合。索引從 0 開始，arr[n] 存取第 n+1 個元素。

宣告與初始化

型別 陣列名[大小];           // 宣告
double balance[10];           // 10 個 double

型別 陣列名[大小] = {值...}; // 初始化
double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};

型別 陣列名[] = {值...};     // 省略大小，由初始化列表推導
double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};

指定元素賦值：balance[4] = 50.0;（第 5 個元素）。

存取元素與完整範例

#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;

int main() {
    int n[10];
    for (int i = 0; i < 10; ++i)
        n[i] = i + 100;  // 初始化

    cout << "Element" << setw(13) << "Value" << endl;
    for (int j = 0; j < 10; ++j)
        cout << setw(7) << j << setw(13) << n[j] << endl;
    return 0;
}

輸出：

Element        Value
      0          100
      1          101
...
      9          109

多維陣列

最簡形式為二維陣列：型別 名稱[行][列];

int matrix[3][4] = {
    {0, 1, 2, 3},
    {4, 5, 6, 7},
    {8, 9, 10, 11}
};
// 存取：matrix[1][2] == 6

記憶體按列優先（Row-major）連續儲存。

陣列與指標的緊密關係

• 陣列名在大多數語境下隱性轉型為 指向首元素的指標 (int*)。
• arr[i] 完全等價於 *(arr + i)。
• sizeof(arr) 在陣列宣告作用域內回傳整個陣列大小（位元組），傳遞給函數後退化為指標，sizeof 僅回傳指標大小。

陣列傳遞給函數

C++ 不支援直接傳遞陣列實值，實際傳遞的是指向首元素的指標。三種等價參數宣告：

void func(int *arr);        // 指標
void func(int arr[]);       // 陣列語法（退化為指標）
void func(int arr[10]);     // 大小被忽略，同指標

函數內無法得知陣列長度，需額外傳遞 size 參數，或使用 std::vector/std::array (C++11)。

從函數回傳陣列

無法直接回傳 C 風格陣列。替代方案：

• 回傳 std::array 或 std::vector（推薦）。
• 回傳動態配置陣列指標（呼叫端負責釋放，易洩漏）。
• 回傳靜態/全域陣列指標（執行緒不安全、耦合度高）。
• 輸出參數：void func(int *out, size_t n);

現代 C++ 替代方案

總結

C 風格陣列是底層基石，理解其與指標的關係至關重要。實務開發中，優先使用 std::vector 或 std::array，享受型別安全、邊界檢查（at()）、RAII 記憶體管理與標準演算法支援。