数组、指针与字符串（上）
1.数组的定义和初始化
1.1数组的定义与使用
数组是具有一定顺序关系的若干相同类型变量的集合体，组成数组的变量称为该数组的元素。
数组的定义
例如：int a[10];
表示a为整型数组，有10个元素：a[0]...a[9]
例如: int a[5][3];
表示a为整型二维数组，其中第一维有5个下标（0-4），第二维有3个下标（0-2），数组的元素个数为15，可以用于存放5行3列的整型数据表格。
数组的使用
使用数组元素必须先声明，后使用。
只能逐个引用数组元素，而不能一次引用整个数组
例如：a[0]=a[5]+a[7]-a[2*3]
例如：b[1][2]=a[2][3]/2
例：
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int a[10], b[10];
for(int i = 0; i < 10; i++) {
a[i] = i * 2 - 1;
b[10 - i - 1] = a[i];
}
for(int i = 0; i < 10; i++) {
cout << "a[" << i << "] = " << a[i] << " ";
cout << "b[" << I << "] = " << b[i] << endl;
}
return 0;1.2数组的存储和初始化
一维数组的存储
数组元素在内存中顺次存放，它们的地址是连续的。元素间物理地址上的相邻，对应着逻辑次序上的相邻。
一维数组的初始化
在定义数组时给出数组元素的初始值。
列出全部元素的初始值
例如：static int a[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
可以只给一部分元素赋初值
例如：static int a[10]={0,1,2,3,4};
在对全部数组元素赋初值时，可以不指定数组长度
例如：static int a[]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
二维数组的存储
按行存放
例如： float a[3][4];
可以理解为：
其中数组a的存储顺序为：
a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23
二维数组的初始化
将所有初值写在一个{}内，按顺序初始化
例如：static int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12}
分行列出二维数组元素的初值
例如：static int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
可以只对部分元素初始化
例如：static int a[3][4]={{1},{0,6},{0,0,11}};
列出全部初始值时，第1维下标个数可以省略
例如：static int a[][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
或：static int a[][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
注意：
如果不作任何初始化，内部auto型数组中会存在垃圾数据，static数组中的数据默认初始化为0；
如果只对部分元素初始化，剩下的未显式初始化的元素，将自动被初始化为零；
例: 求Fibonacci数列的前20项
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int f[20] = {1,1}; //初始化第0、1个数
for (int i = 2; i < 20; i++) //求第2～19个数
f[i] = f[i - 2] + f[i - 1];
for (int i=0;i<20;i++) { //输出，每行5个数
if (i % 5 == 0) cout << endl;
cout.width(12); //设置输出宽度为12
cout << f[i];
}
return 0;
}例：循环从键盘读入若干组选择题答案，计算并输出每组答案的正确率，直到输入ctrl+z为止。每组连续输入5个答案，每个答案可以是'a'..'d'。
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
const char key[ ] = {'a','c','b','a','d'};//正确答案数组
const int NUM_QUES = 5;
char c;
int ques = 0, numCorrect = 0;
cout << "Enter the " << NUM_QUES << " question tests:" << endl;
while(cin.get(c)) {//输入Ctrl-Z停止，一次读取一个字符
if(c != '\n') {//不等于回车，进行判断
if(c == key[ques]) {
numCorrect++; cout << " ";
} else
cout<<"*";
ques++;//正确输出空格，错误输出*
}
else {//等于回车则计算一个同学的分数
cout << " Score " << static_cast<float>(numCorrect)/NUM_QUES*100 << "%";
ques = 0; numCorrect = 0; cout << endl;//置零下一个同学开始
}
}
return 0;
}2.数组作为函数的参数
数组元素作实参，与单个变量一样。
数组名作参数，形、实参数都应是数组名（实质上是地址，关于地址详见6.2），类型要一样，传送的是数组首地址。对形参数组的改变会直接影响到实参数组。
例 使用数组名作为函数参数
主函数中初始化一个二维数组，表示一个矩阵，矩阵，并将每个元素都输出，然后调用子函数，分别计算每一行的元素之和，将和直接存放在每行的第一个元素中，返回主函数之后输出各行元素的和。
#include <iostream>
using namespace std;
void rowSum(int a[][4], int nRow) {//代表传入一个n行4列的数组
for (int i = 0; i < nRow; i++) {//每一行相加放到第一个元素
for(int j = 1; j < 4; j++)
a[i][0] += a[i][j];
}
}
int main() { //主函数
//定义并初始化数组
int table[3][4] = {{1, 2, 3, 4}, {2, 3, 4, 5}, {3, 4, 5, 6}};
//输出数组元素
for (int i = 0; i < 3; i++) {
for (int j = 0; j < 4; j++)
cout << table[i][j] << " ";
cout << endl;
}
rowSum(table, 3); //调用子函数，计算各行和
//输出计算结果
for (int i = 0; i < 3; i++)
cout << "Sum of row " << i << " is " << table[i][0] << endl;
return 0;
}3.对象数组
定义对象数组：类名 数组名[元素个数]；
访问对象数组元素：通过下标访问，数组名[下标].成员名
对象数组初始化
1.数组中每一个元素对象被创建时，系统都会调用类构造函数初始化该对象。
2.通过初始化列表赋值。
例：Point a[2]={Point(1,2),Point(3,4)};
3.如果没有为数组元素指定显式初始值，数组元素便使用默认值初始化（调用默认构造函数）。
数组元素所属类的构造函数
元素所属的类不声明构造函数，则采用默认构造函数。
各元素对象的初值要求为相同的值时，可以声明具有默认形参值的构造函数。
各元素对象的初值要求为不同的值时，需要声明带形参的构造函数。
当数组中每一个对象被删除时，系统都要调用一次析构函数。
例 对象数组应用举例
//Point.h
#ifndef _POINT_H
#define _POINT_H
class Point { //类的定义
public: //外部接口
Point();
Point(int x, int y);
~Point();
void move(int newX,int newY);
int getX() const { return x; }
int getY() const { return y; }
static void showCount(); //静态函数成员
private: //私有数据成员
int x, y;
};
#endif //_POINT_H
//Point.cpp
#include <iostream>
#include "Point.h"
using namespace std;
Point::Point() : x(0), y(0) {
cout << "Default Constructor called." << endl;
}//默认构造函数
Point::Point(int x, int y) : x(x), y(y) {
cout << "Constructor called." << endl;
}//带形参的构造函数
Point::~Point() {
cout << "Destructor called." << endl;
}
void Point::move(int newX,int newY) {
cout << "Moving the point to (" << newX << ", " << newY << ")" << endl;
x = newX;
y = newY;
}
//6-3.cpp
#include "Point.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
cout << "Entering main..." << endl;
Point a[2];
for(int i = 0; i < 2; i++)
a[i].move(i + 10, i + 20);
cout << "Exiting main..." << endl;
return 0;
}4.基于范围的for循环
for(int & e : array)
int main()
{//利用指针循环
int array[3] = {1,2,3};
int *p;
for(p = array; p < array + sizeof(array) / sizeof(int); ++p)
{
*p += 2;
std::cout << *p << std::endl;
}
return 0;
}
int main()
{
int array[3] = {1,2,3};
for(int & e : array)//zid
{
e += 2;
std::cout<<e<<std::endl;
}
return 0;
}5.指针的概念、定义和指针运算
内存空间的访问方式：通过变量名访问，通过地址访问。
5.1 指针的概念
指针：内存地址，用于间接访问内存单元。
指针变量：用于存放地址的变量。
指针变量的定义
例：
static int i;
static int* ptr = &i;
** * ptr = 3;**
与地址相关的运算——“*”和“&”，二者互为逆运算
指针运算符：*
地址运算符：&
5.2 指针的初始化和赋值
指针变量的初始化
语法形式：存储类型 数据类型 *指针名＝初始地址；
例：int *pa = &a;
注意事项
用变量地址作为初值时，该变量必须在指针初始化之前已声明过，且变量类型应与指针类型一致。
可以用一个已有合法值的指针去初始化另一个指针变量。
不要用一个内部非静态变量去初始化 static 指针。
指针变量的赋值运算
语法形式：指针名=地址
注意：“地址”中存放的数据类型与指针类型必须相符。
向指针变量赋的值必须是地址常量或变量，不能是普通整数，例如：
通过地址运算“&”求得已定义的变量和对象的起始地址
动态内存分配成功时返回的地址
例外：整数0可以赋给指针，表示空指针。
允许定义或声明指向 void 类型的指针。该指针可以被赋予任何类型对象的地址。
例： void *general;
指针空值nullptr
以往用0或者NULL去表达空指针的问题：
C/C++的NULL宏是个被有很多潜在BUG的宏。因为有的库把其定义成整数0，有的定义成 (void*)0。在C的时代还好。但是在C++的时代，这就会引发很多问题。
C++11使用nullptr关键字，是表达更准确，类型安全的空指针
例 指针的定义、赋值与使用
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
int i; //定义int型数i
int *ptr = &i; //取i的地址赋给ptr
i = 10; //int型数赋初值
cout << "i = " << i << endl; //输出int型数的值
cout << "*ptr = " << *ptr << endl; //输出int型指针所指地址的内容
return 0;
}
运行结果：
i = 10
*ptr = 10例 void类型指针的使用
#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
//!void voidObject; 错，不能声明void类型的变量
void *pv; //对，可以声明void类型的指针
int i = 5;
pv = &i; //void类型指针指向整型变量
int *pint = static_cast<int *>(pv); //void指针转换为int指针，一定要转换才能取地址
cout << "*pint = " << *pint << endl;
return 0;
}指向常量的指针
不能通过指向常量的指针改变所指对象的值，但指针本身可以改变，可以指向另外的对象。
例：
int a; const int *p1 = &a; //p1是指向常量的指针 int b; p1 = &b; //正确，p1本身的值可以改变 *p1 = 1; //编译时出错，不能通过p1改变所指的对象**
指针类型的常量
若声明指针常量，则指针本身的值不能被改变。
例:
int a; int * const p2 = &a; *p2=1;//正确 p2 = &b; //错误，p2是指针常量，值不能改变**
5.3 指针的算术运算和关系运算
指针类型的算术运算
指针类型的算术运算
指针p加上或减去n其意义是指针当前指向位置的前方或后方第n个数据的起始位置。
指针的++、--运算意义是指向下一个或前一个完整数据的起始。
注意：
运算的结果值取决于指针指向的数据类型，总是指向一个完整数据的起始位置。
当指针指向连续存储的同类型数据时，指针与整数的加减运和自增自减算才有意义。
指针与整数相加的意义
指针类型的关系运算
指向相同类型数据的指针之间可以进行各种关系运算。
指向不同数据类型的指针，以及指针与一般整数变量之间的关系运算是无意义的。
指针可以和零之间进行等于或不等于的关系运算。
例如：p==0或p!=0
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