C++

C++ 数组

• 数组（array）是一种数据格式，能够存储多个同类型的值。
• 每个值存储在独立数组元素中，在内存中连续存储各个元素
• 创建数组，使用声明语句
• 数组声明包括：存储在每个元素中值的类型、数组名、数组中元素数
• 通用格式：typeName arrayName [arraySize]; arrarSize必须整型常数，不能是变量
• 单独访问数组元素的方法是使用下标或索引对元素编号。
• C++数组从0开始编号，最后一个元素的索引比数组长度少1

//程序清单4.1
//整数数组

#include 
int main (void)
{
    using namespace std;
    int yams[3];            //创建包含三个元素的int类型数组
    yam[0] = 7;             //给每个元素赋值
    yam[1] = 8;
    yam[2] = 6;

    int yamcosts[3] = {20, 30, 5];    //创建和初始化数组

    cout << "Total yams = " << yams[0] + yams[1] + yams[2] << endl;
    cout << "The package with " << yams[1] << " yams costs " << yamcosts[1] << " cents per yam.n";
    int total = yams[0] * yamcosts[0] + yams[1] * yamcosts[1] + yams[2] * yamcosts[2];
    cout << "The total yam expense is " << total << " cents.n";

    cout << "nSize of yams array = " << sizeof yams << " bytes.n";        //12 bytes
    cout << "Size of one element = " << sizeof yams[0] << " bytes.n";      //4 bytes

    return 0;
}

•  程序给yam赋值和给yamcost赋值采用了两种方法
• sizeof运算符返回类型或数据对象的长度（单位为字节）

数组初始化规则

• 只有定义数组时才能使用初始化，此后不能使用，也不能将一个数组赋值给另一个数组；可以使用下标分别给数组元素赋值

int cards[4] = {3, 6, 8, 10};        //可以
int hand[4];                         //可以
hand[4] = {5, 6, 7, 8};              //不可以
hand = cards;                        //不可以

• 初始化时提供的值可以小于数组元素数目，编译器将剩余元素设置为0
• 将数组所有元素初始化为0，只需显式地将第一个元素初始化为0
• 如果初始化为{1}而不是{0}，则第一个元素被设置为1，其余元素为0
• 如果初始化数组是【】为空，则C++编译器计算元素个数
• 数组初始化，可省略=

字符串

1. 字符串常量（双引号，字符+ ）——字符串地址
2. 字符常量（单引号，字符）——ASCII码

//程序清单4.2
//在数组中存储字符串

#include 
#include         //为了使用strlen()函数

int main (void)
{
    using namespace std;

    const int Size = 15;
    char name1[Size];
    char name2[Size] = "C++owboy";

    cout << "Howdy! I'm " << name2 << "! What's your name?n";
    cin >> name1;        //Basicman
    cout << "Well, " << name1 << ", your name has " << strlen(name1);    //8 letters
    cout << " letters and is stored in an array of " << sizeof(name1) << " bytes.n";//15 bytes
    cout << "Your initial is " << name1[0] << ".n";        //B
    name2[3] = '';
    cout << "Here are the first 3 characters of my name: " << name2 << endl;    //C++

    return 0;
}

• sizeof运算符指出整个数组的长度：15字节；strlen()函数返回存储在数组中字符串的长度，不算空字符在内
• 此程序有个缺陷：cin使用空白（空格、制表符、换行符）确定字符串结束位置。如果输入输入的是pin duoduo，程序只是读取pin到name1中，将duoduo 保留在输入队列。此时要用面向行的输入：getline()和get()

//程序清单4.4 4.5
//getline() 和get()

#include 
int main (void)
{
    using namespace std;
    const int ArSize = 20;
    char name[ArSize];
    char dessert[ArSize];

    cout << "面向行的输入：getline()" << endl;
    cout << "Enter your name:n";
    cin.getline(name, ArSize);
    cout << "Enter your favorite dessert:n";
    cin.getline(dessert, ArSize);
    cout << "I have some delicious " << dessert << " for you, " << name << ".n";

    cout << "面向行的输入：get()" << endl;
    cout << "Enter your name:n";
    cin.get(name, ArSize).get();
    cout << "Enter your favorite dessert:n";
    cin.get(dessert, ArSize).get();
    cout << "I have some delicious " << dessert << " for you, " << name << ".n";

    return 0;
}

• getline()函数读取整行，通过换行符确定行尾，但不保存换行符，在存储字符串时，用空字符替换换行符
• get()函数读取整行，但保存换行符在队列中，用不带任何参数的get()处理换行符

cin.get(name, ArSize);
cin.get();
//或
cin.get(name, ArSize).get();

• 该函数们有两个参数。第一个参数用来存储数组名称，第二个参数读取字符数。如果第二个参数为20，则最多读取19个字符，余下留给空字符。但cin.get()有多种参数形式，也可以没有参数get()，后面再说

//程序清单4.6
//以下数字输入与行输入

#include 
int main (void)
{
    using namespace std;
    cout << "What year was your house built?n";
    int year;
    cin >> year;
    cout << "What is its street address?n";
    char address[80];
    cin.getline(address, 80);
    cout << "Year built: " << year << endl;
    cout << "Address: " << address << endl;

    return 0;
}

该程序运行如下：

What year was your house built?

1966

What is its street address?

Year bulit: 1966

Address:

•  用户根本没有输入地址的机会。问题在于：cin读取年份，将回车键生成的换行符保留在输入队列中。后面的cin.getline()看到换行符后，认为是一个空行，将空字符串赋值给address数组
• 解决之道是：读取地址前先读取并丢弃换行符

cin >> year;
cin.get();
//或
(cin >> year).get();

string类

//程序清单4.7
//使用C++ string 类

#include 

int main(void)
{
    using namespace std;
    char charr1[20];
    char charr2[20] = "jaguar";
    string str1;
    string str2 = "panther";

    cout << "Enter a kind of feline: ";
    cin >> charr1;
    cout << "Enter another kind of feline: ";
    cin >> str1;
    cout << "Here are some felines:n";
    cout << charr1 << " " << charr2 << " " << str1 << " " << str2 << endl;
    cout << "The third letter in " << charr2 << " is " << charr2[2] << endl;
    cout << "The third letter in " << str2 << " is " << str2[2] << endl;

    return 0;
}

• 要使用string类必须包含头文件string。string类位于名称空间std中，必须提供using编译指令
• string类隐藏了字符串的数组性质，能够像处理普通变量一样处理字符串
• 通过示例可知，在很多方面，使用string对象的方式与使用字符数组相同
• string对象和字符数组之间主要区别是：可以将string对象声明为简单变量，而不是数组
• 类设计可以让程序自动处理string大小

赋值、拼接和附加

• 不能将一个数组赋值给另一个数组，但可以将一个string对象赋值给另一个string对象

char charr1[20];
char charr2[20] = "jaguar";
string str1;
string str2 = "panther";

charr1 = charr2;        //非法
str1 = str2；           //合法

• string类简化了字符串合并 *** 作。使用运算符+将两个string 对象合并，也可以使用+=将字符串附加到string对象末尾
• C++新增string类之前，程序员使用C语言库中函数完成。头文件cstring提供了这些函数，strcpy()将字符串复制到字符数组中，strcat()将字符串附加到字符数组末尾

string str3;
str3 = str1 + str2;     //合并
str1 += str2；          //拼接

strcpy(charr1, charr2);    //复制charr2 给charr1
strcat(charr1, charr2);    //将charr2内容附加到charr1末尾

• string对象语法通常比C字符串函数简单

str3 = str1 + str2;
//一句

strcpy(charr3, charr1);
strcat(charr3, charr2);
//两句 

• string类具有自动调整大小的功能，C函数库需要使用strncpy()和strncat()

string类的I/O

//程序清单4.10
//行输入

#include 
#include 
#include 

int main(void)
{
    using namespace std;
    char charr[20];
    string str;

    cout << "Length of string in charr before input: " << strlen(charr) << endl;
    cout << "Length of string in str before input: " << str.size() << endl;
    //不确定，0
    cout << "Enter a line of text:n";
    cin.getline(charr, 20);            //peanut butter
    cout << "You enter: " << charr << endl;
    cout << "Enter another line of text:n";
    getline(cin, str);                 //blueberry jam
    cout << "You enter: " << str << endl;
    cout << "Length of string in charr after input: " << strlen(charr) << endl;
    cout << "Length of string in str after input: " << str.size() << endl;
    //13,13

    return 0;

• 首先初始化数组内容是未定义的，其次函数strlen（）从数组第一个元素开始计算字节数直到遇到空字符。未被初始化的数据，第一个空字符出现的位置是随机的
• str中字符串长度为0，是因为未被初始化的string对象长度被自动设置为0
• cin.getline(charr, 20); 这种句点表示法表明，函数getline（）是istream类的一个类方法
• getline(cin, str); 这里没有使用句点表示法，表明这个getline（）不是类方法

结构简介

• 结构是一种比数组更灵活的数据形式，同一个结构，可以存储多种类型的数据。

•  关键字struct表明这些代码定义的是一个结构的布局。
• 标识符inflatable是这种数据格式的名称。
• 大花括号中包含的是结构存储的数据类型的列表，其中每个列表项都是一条声明语句。

//程序清单4.11
//一个简单的结构体

#include 
struct inflatable        //结构体声明
{
    char name[20];
    float volume;
    double price;
};

int main(void)
{
    using namespace std;
    inflatable guest = {"Glorious Gloria", 1.88, 29.99};
    inflatable pal = {"Audacious Arthur", 3.12, 32.99};

    cout << "Expand your guest list with " << guest.name << " and " << pal.name << "!n";
    //Expand your guest list with Glorious Gloria and Audacious Arthur!
    cout << "You can have both for $" << guest.price + pal.price << "!n";
    //You can have both for .98!

    return 0;
}

• C++允许在声明结构变量时省略关键字struct。
• 由于guest和pal的类型为inflatable,因此可以使用成员运算符（.）来访问各个成员。
• 通过成员名能够访问结构的成员，就像通过索引能够访问数组的元素一样。
• guest是一个结构，而guest.price是一个double变量。
• 结构体一般放在main函数前面。
• C++不提倡使用外部变量，但提倡使用外部结构声明。

•  和数组一样，使用由逗号分隔值列表，并将这些值用花括号括起。
• 与数组一样，c++11也支持将列表初始化用于结构，且等号（=）是可选的。
• 如果大括号内未包含任何东西，各个成员都将被设置为零。
• 还可以使用赋值运算符（=），将结构赋给另一个同类型的结构。这种赋值被称为成员赋值。

结构数组

//程序清单4.13
//结构数组

#include 
struct inflatable
{
    char name[20];
    float volume;
    double price;
};

int main(void)
{
    using namespace std;
    inflatable guest[2] =         //初始化结构数组
    {
        {"Bambi", 0.5, 21.99}，        //注意逗号
        {"Godzilla", 2000, 565.99}
    };            //注意分号

    cout << "The guest " << guest[0].name << " and " << guest[1].name
         << "nhave a combined volume of "
         << guest[0].volume + guest[1].volume << " cubic feet.n";

    return 0;
}

• 数组中每个元素都是结构类型的结构体。guest[2]是一个包含两个inflatable结构的数组。

共用体

• 共用体是一种数据格式，它能够存储不同的数据类型，但只能同时存储其中的一种类型。
• 结构可以同时存储int 、long和double；共用体只能存储int、 long或double。
• 共用体的句法与结构相似，但含义不同：

union one4all
{
    int int_val;
    long long_val;
    double double_val;
};

• 可以使用one4all变量来存储int、 long或double，条件是在不同的时间进行。
• 共用体常用于（但并非只能用于）节省内存。常用于 *** 作系统数据结构或硬件数据结构。

枚举

• C++的enum工具，提供了另一种创建符号常量的方式。这种方式可以代替const。
• 使用enum的方法与使用结构相似。

enum spectrum {red, orange, yellow, green, blue, violet, indigo, ultraviolet};

• 这条语句完成两项工作：
• 让spectrum成为新类型的名称。spectrum被称为枚举。就像struct变量被称为结构一样。
• 将red，orange，yellow等作为符号常量，它们对应整数值0~7，这些常量叫做枚举量。

band = blue;        //合法
band = 2000;        //非法

• 只能在花括号枚举范围内取值。

band = orange;            //合法
++band;                   //非法
band = orange + red;      //非法

• 对于枚举只定义了赋值运算符，具体的说没有为枚举定义算术运算符。

int color = blue;            //合法，枚举类型提升为int
band = 3;                    //非法，int不能转换为枚举
color = 3 + red;             //合法，red转换为int

• 枚举量是整型，可以被提升为int类型，但int类型不能自动转化为枚举类型。
• 可以认为int类型比枚举类型高级，可以提升，但不能降低。

band = spectrum(3);            //将int类型3强制转换为枚举类型

• 如果int值是有效的（在枚举允许范围内），则可以通过强制类型转换，将它赋给枚举变量。

设置枚举量的值

• 可以用赋值运算符来显式的设置枚举量的值。

enum bits {one = 1, two = 2, four = 4, eight = 8};

• 指定的值必须是整数。也可以只显式的定义其中一些枚举量的值。

enum bigstep {first, second = 100, third};

• 这里first在默认情况下为零。后面没有被初始化的枚举量的值将比前面的枚举量大1。因此third的值为101。
• 可以创建多个值相同的枚举量

enum {zero, null = 0, one, numero_uno = 1};

枚举的取值范围

 指针和自由存储空间