C++学习笔记之四 复合类型1

1、数组

声明格式：float loans[20]; 

loans的类型不是“数组”，而是“float 数组”。这强调数组是使用float类型创建的。其中，方括号中的元素个数必须为整型常数或const值，也可以是常量表达式（如8*sizeof(int)）,但不能是变量，因为变量的值是在程序运行时设置的。

需要注意的是：C++数组从0开始编号，C++使用带索引的方括号表示法来指定数组元素。例如months[0]是months数组的第一个元素，months[11]是最后一个元素。注意，最后一个元素的索引比数组长度小1.

（1）有效下标值的重要性

编译器不会检查使用的下标是否有效。例如，如果将一个值赋给不存在的元素months[101]，编译器并不会指出错误。但是程序运行后，这种赋值可能引发问题，它可能破坏数据或代码，也可能导致程序异常终止。所以必须保证程序使用只使用有效的下标。

（2）初始化数组

int yamcosts[3] = {20, 30, 5};

只需提供一个用逗号分隔的值列表（初始化列表），并将它们用花括号括起来即可。如果没有初始化函数中定义的数组，则其元素值将是不确定的。这意味着元素的值为以前驻留在该内存单元中的值。

当数组中元素数目与初始化器中值的数目不想同时情况。只有在定义数组时才能使用初始化，此后就不能使用了，也不能将一个数组赋给另一个数组：

int cards[4] = {3, 6, 8, 10};

int hand[4] ;

hand[4] ={5, 6, 7, 9};        //这种是不正确的

hand = cards;                 //不正确

要想给数组赋值，必须使用下标分别给数组中的元素赋值。如果只对数组的一部分进行初始化，则编译器将把其他元素设置为0。

2、字符串

字符串是存储在内存的连续字节中的一系列字符。C++处理字符串的方式有两种。一种是来自C语言，常被称为C-风格字符串（C-style string）。另一种是基于string类库的方法。

（1）C-风格字符串

存储在连续字节中的一系列字符意味着将字符串存储在char数组中，其中每个字符都位于自己的数组元素中。C-风格的字符串有一种特殊的性质：以空字符结尾，空字符被写为\0。其ASCII码为0，用来标识字符串的结尾。例如下面两个字符串：

这两个数组中，只有第二个是字符串。空字符对C-风格字符串而言至关重要。C++有很多处理字符串的函数，其中包括cout使用的那些函数。它们都逐个的处理字符串中的字符，直到到达空字符为止。

例如上面两个数组，如果用cout输出字符串，第二个数组输出到\0就结束了，所以会输出7个字符；但是第一个数组并没有\0字符，所以cout会一直输出后面内存中的字符，直到遇到\0为止。虽然也很容易会有\0存在，但是还是不应该将不是字符串的字符数组当作字符串来处理。

如果像上面那样用｛｝和‘’处理字符串，工作会变得很麻烦。不必担心，有一种更好的、将字符数组初始化为字符串的方法----只需使用一个用引号括起来的字符串即可，这种字符串被称为字符串常量或字符串字面值。如下所示：

char bird[11] = "Mr.  Cheeps";

char fish[]  = "Bubbles";

用引号括起来的字符串隐式的包括结尾的空字符，因此不用显式的包括它。

①关于字符串的长度：

注意区分两个运算符：sizeof运算符指出整个数组的长度，比如说char cat[12] = "hello";,用sizeof（cat）得到的是12，即数组的长度；但是使用strlen函数返回的是存储在数组中的字符串的长度，而不是数组本身的长度，而且不包括空字符在内，所以上例strlen(cat)得到的是5，即hello的长度。

②关于字符串的输入：

字符串的输入存在两个缺陷，第一个缺陷是cin使用（空格、制表符和换行符）来确定字符串的结束位置；第二个缺陷是输入的字符串可能比目标数组长。

先看第一个例子：

来看一下这个例子的输出结果：

看看有什么问题呢？cin在获取字符串数组输入时只读取一个单词，读取该单词之后cin把该字符串放到数组中，并自动在结尾添加空字符。

这个例子的结果是cin把Alistair作为第一个字符串，并把它放到name数组中，把Dreeb留在输入队列中。当cin在输入队列中搜索用户喜欢的甜点时，它发现了Dreeb，因此cin读取Dreeb，并将它放在dessert数组中。

第二个缺陷的例子是cin不能防止将包含30个字符的字符串放到20个字符的数组中。

后面章节会介绍到cin的高级功能会解决这两个问题，大家不要着急。

③每次读取一行字符串输入

每次读取一个字符串显然不是很好的选择，比如程序要求输入城市名New York,使用cin得到的只是第一个单词New，显然这并不是你想要的完整的城市名。要想将整条短语而不是单词作为字符输入，需要采用另一种字符串读取方法。具体地说，需要采用面向行而不是面向单词的方法。

istream中的类正好提供了这样的两个函数：getline()和get()。这两个函数都读取一行输入，直到到达换行符。然而，随后getline()将丢弃换行符，而get()将换行符保留在输入队列中。下面将分别介绍这两个函数。

a、面向行的输入：getline()

getline()函数读取整行，使用回车键输入的换行符来确定输入结尾，但是并不将换行符保存到队列中。要调用这种方法，可以使用cin.getline()。

例如：假设使用getline()将姓名读入到一个包含20个元素的name数组中，可以使用这样调用：

cin.getline(name,20);

第一个参数是用来存储输入行的数组的名称，第二个参数是要读取的字符数。如果这个参数为20，则函数最多读取19个字符，余下的空间用于存储自动在结尾处添加的空字符。getline()成员函数在读取指定数目的字符或遇到换行符时停止读取。

同样用上节中的例子：

该程序现在可以读取完整的姓名和用户喜欢的甜点了。getline()函数每次读取一行，它通过换行符来确定行尾，但不保存换行符。相反，在存储字符串时，它用空字符来替换换行符。

b、面向行的输入：get()

istream类有另一个名为get()的成员函数，该函数有几种变体用法如下：

其中一种与getline()类似，参数相同，并且都读取到行尾，但是get()将换行符留在输入队列中，假如我们连续两次调用get()：

cin.get(name,ArSize);

cin.get(dessert,Arsize);

由于第一次调用后，换行符留在输入队列中，因此第二次调用时看到的第一个字符就是换行符，get()认为已经到行尾了，而没有发现任何可读取的内容。所以在上面两条语句中，name中存储了一行字符串，而dessert中是空的。

get()还有另一种变体。即使用不带任何参数的cin.get()调用读取下一个字符（即使是换行符），因此可以用它来处理换行符，为读取下一行做好准备。上面语句可以换成如下：

cin.get(name,ArSize);

cin.get();

cin.get(dessert,Arsize);

这样第二个语句就把换行符读取了，然后再读第三条语句就没有影响了。

还有一种方式就是使用get()的方式将两个类成员函数拼接起来（合并），如下所示：

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

同样，getline()也可以这么用：

cin.getline(name1,ArSize).getline(name2,ArSize);

还是上面的例子，可以这么表达：

从上面几个例子的对比我们可以总结一下，输入一行完整的字符串的方法有这么几种：使用cin.getline(name,20)或者使用cin.get(name,20).get()。那么我们应该选择使用哪一种呢？

当然，都可以，但是使用get()输入更仔细。例如，假如使用get()将一行读入数组中，如何知道停止读取的原因是由于已经读取了整行，而不是由于数组已经填满了呢？查看下一个字符，如果是换行符，说明已读取了整行，否则，说明该行中还有其他输入。总之，getline()使用起来更简单一些，但get()使得检查错误更简单些。

④混合输入字符串和数字

混合输入数字和面向行的字符串会导致跟上面同样的问题。

用户根本没有输入地址的机会，问题在于当cin读取年份之后，将回车键留在了输入队列中，后面的getline()看到换行符认为是一个空行，并将这个空字符串给了address数组。解决的方法也就是上面介绍的几种：

cin>>year;

cin.get();

或者（cin>>year）.get();  或者 （cin>>year）.get(ch);

C++程序常使用指针（而不是数组）来处理字符串，以后会讲到。

（2）string类简介

ISO/ANSI C++98标准通过添加string类扩展了C++库，因此现在可以用string类型的变量而不是字符串数组来存储字符串。string类使用起来比数组简单，同时提供了将字符串作为一种数据类型的表示方法。

要使用string类，必须在程序中包含头文件string。string类位于名称空间std中，因此需要使用using namespace std；指令。string类定义隐藏了字符串的数组性质，使得处理字符串像处理普通变量那样简单。

看下面的例子：

下面是运行结果：

从上面这个例子中可以看到，string对象和使用字符数组有很多相同之处：

可以使用C风格字符串来初始化string对象；

可以使用cin来将键盘输入存储到string对象；

可以使用cout来显示string对象；

可以使用数组表示法来访问存储在string对象中的字符（即可以将string对象看作一个数组，可以访问其中的某一个元素）。

字符串数组和string对象的主要区别是：可以将string对象声明为简单变量，而不是数组：

string str1;     string  str2 = "panther";

类设计让程序能够自动处理string的大小。例如，str1的声明创建一个长度为0的string对象，但是将输入读取到str1中时，将自动调整str1的长度；这使得与数组相比string对象更方便，也更安全。

①赋值、拼接和附加

string类的操作比使用数组时更简单。例如，不能将一个数组赋给另一个数组，但可以将一个string对象赋给另一个string对象。例如： string str1;  string str2 ="pantner";   str1 = str2;

string类简化了字符串的合并操作。可以使用运算符+将两个string对象合并起来，还可以使用运算符+=将字符串附加到string对象末尾。如 string str3;   str3 = str1+str2;  str1+=str2;

处理string对象的语法通常比使用C字符串函数简单，尤其是执行较为复杂的操作时。例如：

str3 = str1 + str2;

使用C-风格字符串时，需要使用的函数如下：strcpy(charr3,charr1);     strcat(charr3, charr2);

另外，使用字符数组时总是存在目标数组过小而无法存储指定信息的危险，如下例：char site[10] = "house";

strcat(site, " of pancakes"); 函数strcat()试图将全部12个字符复制到数组site中，这将覆盖相邻的内存。这可能道枝程序终止或程序数据被破坏。而string类具有自动调整大小的功能，从而避免这种问题的发生。

确定字符串字数的方法也有区别：int len = str1.size(); int len2 = strlen(charr1);

②string类的I/O

可以使用cin或cout来输入存储到string对象或输出，其句法与处理C-风格字符串相同。但是每次读取一行而不是一个单词。