C++小结（4）

C++ 字符串

C++ 提供了两种类型的字符串表示形式：

• C 风格字符串
• C++ 引入的 string 类类型

C 风格字符串

C 风格的字符串起源于 C 语言，并在 C++ 中继续得到支持。字符串实际上是使用 null 字符 \0 终止的一维字符数组。因此，一个以 null 结尾的字符串，包含了组成字符串的字符。

下面的声明和初始化创建了一个 HELLO 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词 HELLO 的字符数多一个。

char site[6] = {'H', 'E', 'L', 'L', 'O', '\0'};

实例

#include <iostream>using namespace std;int main ()
{char site[6] = {'H', 'E', 'L', 'L', 'O', '\0'};cout << "你好: ";cout << site << endl;return 0;
}

输出

你好: HELLO

C++ 中有大量的函数用来操作以 null 结尾的字符串:

实例

#include <iostream>
#include <cstring>using namespace std;int main ()
{char str1[13] = "hello";char str2[13] = "google";char str3[13];int  len ;// 复制 str1 到 str3strcpy( str3, str1);cout << "strcpy( str3, str1) : " << str3 << endl;// 连接 str1 和 str2strcat( str1, str2);cout << "strcat( str1, str2): " << str1 << endl;// 连接后，str1 的总长度len = strlen(str1);cout << "strlen(str1) : " << len << endl;return 0;
}

上面的代码被编译和执行，产生下面结果：

strcpy( str3, str1) : hello
strcat( str1, str2): hellogoogle
strlen(str1) : 11

C++ 中的 String 类

C++ 标准库提供了 string 类类型，支持上述所有操作，还增加了其他更多功能。
实例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;int main ()
{string str1 = "runoob";string str2 = "google";string str3;int  len ;// 复制 str1 到 str3str3 = str1;cout << "str3 : " << str3 << endl;// 连接 str1 和 str2str3 = str1 + str2;cout << "str1 + str2 : " << str3 << endl;// 连接后，str3 的总长度len = str3.size();cout << "str3.size() :  " << len << endl;return 0;
}

C++ 指针

C++ 的指针既简单又有趣。通过指针，可以简化一些 C++ 编程任务的执行，还有一些任务，如动态内存分配，没有指针是无法执行的。

每一个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号（&）运算符访问的地址，它表示了在内存中的一个地址。

实例

#include <iostream>using namespace std;int main ()
{int  var1;char var2[10];cout << "var1 变量的地址： ";cout << &var1 << endl;cout << "var2 变量的地址： ";cout << &var2 << endl;return 0;
}

上面代码被编译和执行，产生下面结果：

var1 变量的地址： 0xbfebd5c0
var2 变量的地址： 0xbfebd5b6

什么是指针？

指针是一个变量，其值为另一个变量的地址，即，内存位置的直接地址。就像其他变量或常量一样，您必须在使用指针存储其他变量地址之前，对其进行声明。指针变量声明的一般形式为：

type *var-name;

在这里，type 是指针的基类型，它必须是一个有效的 C++ 数据类型，var-name 是指针变量的名称。用来声明指针的星号 * 与乘法中使用的星号是相同的。但是，在这个语句中，星号是用来指定一个变量是指针。以下是有效的指针声明：

int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch;    /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型，不管是整型、浮点型、字符型，还是其他的数据类型，都是一样的，都是一个代表内存地址的长的十六进制数。不同数据类型的指针之间唯一的不同是，指针所指向的变量或常量的数据类型不同。

C++ 中使用指针
使用指针时会频繁进行以下几个操作：定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值。

实例

#include <iostream>using namespace std;int main ()
{int  var = 20;   // 实际变量的声明int  *ip;        // 指针变量的声明ip = &var;       // 在指针变量中存储 var 的地址cout << "Value of var variable: ";cout << var << endl;// 输出在指针变量中存储的地址cout << "Address stored in ip variable: ";cout << ip << endl;// 访问指针中地址的值cout << "Value of *ip variable: ";cout << *ip << endl;return 0;
}

上面的代码被编译和执行时，产生下列结果：

Value of var variable: 20
Address stored in ip variable: 0xbfc601ac
Value of *ip variable: 20

&：取址 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- * ：取值

C++ 引用

引用变量是一个别名，也就是说，它是某个已存在变量的另一个名字。一旦把引用初始化为某个变量，就可以使用该引用名称或变量名称来指向变量。

C++ 引用 vs 指针

引用很容易与指针混淆，它们之间有三个主要的不同：

1. 不存在空引用。引用必须连接到一块合法的内存。
2. 一旦引用被初始化为一个对象，就不能被指向到另一个对象。指针可以在任何时候指向到另一个对象。
3. 引用必须在创建时被初始化。指针可以在任何时间被初始化。

C++ 中创建引用
试想变量名称是变量附属在内存位置中的标签，您可以把引用当成是变量附属在内存位置中的第二个标签。因此，您可以通过原始变量名称或引用来访问变量的内容。例如：

int i = 17;

我们可以为 i 声明引用变量，如下所示：

int&  r = i;
double& s = d;

在这些声明中，& 读作引用。因此，第一个声明可以读作 “r 是一个初始化为 i 的整型引用”，第二个声明可以读作 “s 是一个初始化为 d 的 double 型引用”。下面的实例使用了 int 和 double 引用：

实例

#include <iostream>using namespace std;int main ()
{// 声明简单的变量int    i;double d;// 声明引用变量int&    r = i;double& s = d;i = 5;cout << "Value of i : " << i << endl;cout << "Value of i reference : " << r  << endl;d = 11.7;cout << "Value of d : " << d << endl;cout << "Value of d reference : " << s  << endl;return 0;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of i : 5
Value of i reference : 5
Value of d : 11.7
Value of d reference : 11.7

用火影忍者里的分身法作比喻：

• 指针其实更像是普通的分身法，即使是分身破灭，对自身也没有影响；

• 引用更像是多重影分身，多重影分身发生了变化，本身也会受到影响。

B 引用 A：相当于 B 借用了 A 的内存地址和值，A 和 B 任意一个发生改变的话 AB 同时改变。

指针 B 指向 A：B 借用了 A 的值，但是B的内存地址重新分配，不同于 A。

C++ 基本的输入输出

C++ 标准库提供了一组丰富的输入/输出功能，讨论 C++ 编程中最基本和最常见的 I/O 操作。

C++ 的 I/O 发生在流中，流是字节序列。如果字节流是从设备（如键盘、磁盘驱动器、网络连接等）流向内存，这叫做输入操作。如果字节流是从内存流向设备（如显示屏、打印机、磁盘驱动器、网络连接等），这叫做输出操作。

I/O 库头文件

实例

#include <iostream>using namespace std;int main( )
{char str[] = "Hello C++";cout << "Value of str is : " << str << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Value of str is : Hello C++

C++ 编译器根据要输出变量的数据类型，选择合适的流插入运算符来显示值。<< 运算符被重载来输出内置类型（整型、浮点型、double 型、字符串和指针）的数据项。

流插入运算符 << 在一个语句中可以多次使用，如上面实例中所示，endl 用于在行末添加一个换行符。

实例

#include <iostream>using namespace std;int main( )
{char name[50];cout << "请输入您的名称： ";cin >> name;cout << "您的名称是： " << name << endl;}

当上面的代码被编译和执行时，它会提示用户输入名称。当用户输入一个值，并按回车键，就会看到下列结果：

请输入您的名称： cplusplus
您的名称是： cplusplus

C++ 编译器根据要输入值的数据类型，选择合适的流提取运算符来提取值，并把它存储在给定的变量中。

流提取运算符 >> 在一个语句中可以多次使用，如果要求输入多个数据，可以使用如下语句：

cin >> name >> age;

这相当于下面两个语句：

cin >> name;
cin >> age;

标准日志流（clog）

预定义的对象 clog 是 iostream 类的一个实例。clog 对象附属到标准输出设备，通常也是显示屏，但是 clog 对象是缓冲的。这意味着每个流插入到 clog 都会先存储在缓冲区，直到缓冲填满或者缓冲区刷新时才会输出。

clog 也是与流插入运算符 << 结合使用的，如下所示：

实例

#include <iostream>using namespace std;int main( )
{char str[] = "Unable to read....";clog << "Error message : " << str << endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

Error message : Unable to read....	

C++ 数据结构

C/C++ 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，但是结构是 C++ 中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许您存储不同类型的数据项。

结构用于表示一条记录，假设您想要跟踪图书馆中书本的动态，您可能需要跟踪每本书的下列属性：

Title ：标题
Author ：作者
Subject ：类目
Book ID ：书的 ID

定义结构
为了定义结构，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下：

struct type_name {
member_type1 member_name1;
member_type2 member_name2;
member_type3 member_name3;
.
.
} object_names;

type_name 是结构体类型的名称，member_type1 member_name1 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。下面是声明一个结构体类型 Books，变量为 book：

struct Books
{char  title[50];char  author[50];char  subject[100];int   book_id;
} book;

访问结构成员
为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。

实例

#include <iostream>
#include <cstring>using namespace std;// 声明一个结构体类型 Books 
struct Books
{char  title[50];char  author[50];char  subject[100];int   book_id;
};int main( )
{Books Book1;        // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1Books Book2;        // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2// Book1 详述strcpy( Book1.title, "C++ 教程");strcpy( Book1.author, "Hello"); strcpy( Book1.subject, "编程语言");Book1.book_id = 12345;// Book2 详述strcpy( Book2.title, "CSS 教程");strcpy( Book2.author, "World");strcpy( Book2.subject, "前端技术");Book2.book_id = 12346;// 输出 Book1 信息cout << "第一本书标题 : " << Book1.title <<endl;cout << "第一本书作者 : " << Book1.author <<endl;cout << "第一本书类目 : " << Book1.subject <<endl;cout << "第一本书 ID : " << Book1.book_id <<endl;// 输出 Book2 信息cout << "第二本书标题 : " << Book2.title <<endl;cout << "第二本书作者 : " << Book2.author <<endl;cout << "第二本书类目 : " << Book2.subject <<endl;cout << "第二本书 ID : " << Book2.book_id <<endl;return 0;
}

实例中定义了结构体类型 Books 及其两个变量 Book1 和 Book2。当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

第一本书标题 : C++ 教程
第一本书作者 : Hello
第一本书类目 : 编程语言
第一本书 ID : 12345
第二本书标题 : CSS 教程
第二本书作者 : World
第二本书类目 : 前端技术
第二本书 ID : 12346

结构作为函数参数

可以把结构作为函数参数，传参方式与其他类型的变量或指针类似。

实例

#include <iostream>
#include <cstring>using namespace std;
void printBook( struct Books book );// 声明一个结构体类型 Books 
struct Books
{char  title[50];char  author[50];char  subject[100];int   book_id;
};int main( )
{Books Book1;        // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1Books Book2;        // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2// Book1 详述strcpy( Book1.title, "C++ 教程");strcpy( Book1.author, "Hello"); strcpy( Book1.subject, "编程语言");Book1.book_id = 12345;// Book2 详述strcpy( Book2.title, "CSS 教程");strcpy( Book2.author, "World");strcpy( Book2.subject, "前端技术");Book2.book_id = 12346;// 输出 Book1 信息printBook( Book1 );// 输出 Book2 信息printBook( Book2 );return 0;
}
void printBook( struct Books book )
{cout << "书标题 : " << book.title <<endl;cout << "书作者 : " << book.author <<endl;cout << "书类目 : " << book.subject <<endl;cout << "书 ID : " << book.book_id <<endl;
}

当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：

书标题 : C++ 教程
书作者 : Hello
书类目 : 编程语言
书 ID : 12345
书标题 : CSS 教程
书作者 : World
书类目 : 前端技术
书 ID : 12346

指向结构的指针
可以定义指向结构的指针，方式与定义指向其他类型变量的指针相似，如下所示：

struct Books *struct_pointer;

可以在上述定义的指针变量中存储结构变量的地址。为了查找结构变量的地址，把 & 运算符放在结构名称的前面：

struct_pointer = &Book1;

为了使用指向该结构的指针访问结构的成员，必须使用 -> 运算符：

struct_pointer->title;

用结构指针重写上面的实例：

实例

#include <iostream>
#include <cstring>using namespace std;
void printBook( struct Books *book );struct Books
{char  title[50];char  author[50];char  subject[100];int   book_id;
};int main( )
{Books Book1;        // 定义结构体类型 Books 的变量 Book1Books Book2;        // 定义结构体类型 Books 的变量 Book2// Book1 详述strcpy( Book1.title, "C++ 教程");strcpy( Book1.author, "Hello"); strcpy( Book1.subject, "编程语言");Book1.book_id = 12345;// Book2 详述strcpy( Book2.title, "CSS 教程");strcpy( Book2.author, "World");strcpy( Book2.subject, "前端技术");Book2.book_id = 12346;// 通过传 Book1 的地址来输出 Book1 信息printBook( &Book1 );// 通过传 Book2 的地址来输出 Book2 信息printBook( &Book2 );return 0;
}
// 该函数以结构指针作为参数
void printBook( struct Books *book )
{cout << "书标题  : " << book->title <<endl;cout << "书作者 : " << book->author <<endl;cout << "书类目 : " << book->subject <<endl;cout << "书 ID : " << book->book_id <<endl;
}

typedef 关键字

下面是一种更简单的定义结构的方式，您可以为创建的类型取一个"别名"。例如：

typedef struct Books
{char  title[50];char  author[50];char  subject[100];int   book_id;
}Books;

可以直接使用 Books 来定义 Books 类型的变量，而不需要使用 struct 关键字：

Books Book1, Book2;

可以使用 typedef 关键字来定义非结构类型，如下所示：

typedef long int *pint32;pint32 x, y, z;

x, y 和 z 都是指向长整型 long int 的指针。