C++基础：第四章 数组、vector和字符串

第4章 数组、vector和字符串

第1节 数组

将一个到多个相同类型的对象串联到一起，所组成的类型

• int a ; int b[10]; 区分类型，b的类型为int[10]
• 初始化方式
  • 缺省初始化
  • int a[3] = {1,2}; //第三个元素为0
  • int b[] = {1,2,3} //int[3]

注意事项

• 不能使用auto声明数组类型

• 数组不支持复制

• 数组的长度必须为一个常量表达式

• 字符串的数组特殊性 （在字符串结尾隐式加上\0表示结束）

  char str[] = "Hello";                 //char[6]
  char srt[] = {'H','e','l','l','o'};	  //char[5]
  

数组的复杂声明

• 指针数组与数组的指针

  int x1,x2,x3;				   //指针数组
  int* a[3] = {&x1, &x2, &x3};   //a类型为int*[3]
  

  int a[3] = {1, 2, 3};		   //数组的指针
  int (*b)[3] = &a;         	   //b类型为int(*)[3]    
  

• 声明数组的引用

  int a[3] = {1, 2, 3};
  int (&b)[3] = a;
  

数组中元素的访问

• 数组对象是一个左值（l-value）

​ （左值：能够放在等号左侧的值（C），C++中 locater-value）

• 使用时会转换成相应的指针类型
• x[y]; // 会被解析成*(x+y)

数组到指针的隐式转换

通常会产生转换

隐式转换会丢失一部分信息

int a[3] = {1,2,3};    //a  int[3]
auto b = a;			   //b  int*

可以通过声明引用来避免隐式转换

int a[3] = {1,2,3};    //a  int[3]
auto b = a;            //b  int*
auto& c = a;           //c  int(&)[3] 

不能使用extern指针来声明数组

获得s指向数组开头和结尾的指针

int a[3] = {1, 2, 3};
a;
&(a[0]);          //开头指针
std::begin(a);    // int*
std::cbegin(a);   // const int*

a+3;
&(a[3]); 	      //结尾指针
std::end(a);
std::cend(a);     //end和cend指向数组最后一个元素的下一个元素

数组的其他操作

求元素个数

• sizeof 对象的字节数（C语言常用）sizeof(a)/sizeof(int)

• std::size(a); （推荐方法）

• std::cend(a) - std::cbegin(a); 运行期操作 （编译器可以解决，不推荐）

数组的遍历

• int a[3] = {1,2,3};
  size_t index = 0;
  while(index < std::size(a)){
      index = index + 1;
  }
  

• int a[3] = {1,2,3};
  auto ptr = std::cbegin(a);
  while(ptr != std::cend(a)){
      ptr = ptr + 1;
  }
  

• for(int x:a){
      //语法塘    c++insight可以查看  简化书写   C++11开始
  }
  

C字符串

字符串本质上也是数组

char str[] = "Hello"; //char[6] null-terminated string

auto ptr = str; //char*

隐式转化为指针类型，对字符串进行操作时寻找'\0'代表字符串结束

返回字符串长度

#include <cstring>
strlen(a);

多维数组

本质：数组的数组

int a[3][4];

聚合初始化

int a[][4] = {{1,2,3},{4,5,6,7}};

多维数组的索引和遍历

int x[3][4] = {1,2,3,4,5};
for(auto& p:x){
    for(auto q:p){
        std::cout<< q <<'\0';
    }
}

指针与多维数组

第2节 vector

C++标准库中定义的类模板

std::vector<int> x;

与内建数组相比，更侧重于易用性（性能差于内建数组）

• 可复制、可在运行期动态改变个数

构造和初始化

• 聚合初始化 std::vector<int> a = {1,2,3};
• 其他 std::vector<int> a(3);

其他方法

• 获取元素个数，判断是否为空

  std::vector<int> a = {1,2,3};
  a.size();                //输出元素个数
  a.empty();               //输出是否为空
  

• 插入、删除元素

  a.push_back(2);          //结尾插入一个元素2
  a.pop_back();            //从结尾删除一个元素
  

• vector的比较

元素的索引和遍历

• []v.s.at at在索引超出时会报错，更加安全

• begin/end函数 v.s. begin/end方法

  auto x = a.begin();
  auto y = a.end();         //返回一个iterator
  

迭代器iterator

• 模拟指针的行为
• 包含多种类别，每种类别支持的操作不同
• vector对应随机访问迭代器
  • 解引用与下标访问 （*x） y[1]
  • 移动
  • 两个迭代器相减求距离
  • 两个迭代器比较

vector相关其他内容

添加元素可能使迭代器失效

多维vector

std::vector<std::vector<int>> x;
x.push_back(std::vector<int>());
x[0].push_back(1);
std::cout<<x[0][0]<<std::endl;

std::vector<std::vector<int>> y = {{1,2,3},{4,5}};

从.到->

std::vector<int> x;
std::vector<int>* ptr = &x;
(*ptr).size();
ptr->size();          //语法塘 同上一行相同

第3节 string

C++标准库中定义的类模板，用于内建字符串的代替品

std::string是std::basic_string<char>的别名

与内建字符串相比，更侧重于易用性

• 可复制、在运行期动态改变字符串的个数

构造与初始化

#include <string>
std::string str = "Hello";
str = str + "!";
std::string str2 = "World";
std::string str3;
str3 = str + str2;

其他方法

• 尺寸相关（size,empty）
• 比较
• 赋值
• 拼接 （直接加）
• 索引 str[2]
• 转换为C字符串