C++系统学习之四:数组
与vector的异同
- 相同:都是存放类型相同对象的容器
- 不同:数组的大小确定不变,不能随意向数组中增加元素
1、定义和初始化内置数组
数组中元素的个数也属于数组类型的一部分,编译的时候维度应该是已知的,也就是说,维度必须是一个常量表达式。
默认情况下,数组的元素被默认初始化。
NOTE:
- 定义数组的时候必须制定数组类型,不允许用auto
- 数组元素应为对象,不能是引用
显式初始化数组元素
可以对数组元素进行列表初始化,此时允许忽略数组的维度。当指定了维度,则维度应比列表初始值的数量多,当维度比初始化列表的数量大时,多的部分默认初始化。
字符数组的特殊性
字符数组允许用字符串字面值来进行初始化,但数组的维度必须比字符串字面值大1,用来盛放添加的空字符'/0';
char a[]="hi"; char a1[2]="hi"; //错误,最后的空字符'/0'没地方放
不允许拷贝和赋值
不能将数组的内容拷贝给其他数组作为初始值,也不能用数组为其他数组赋值
int a[]={0,1,2}; int b[]=a; //不允许使用一个数组初始化另一个数组 int b=a; //不允许把数组直接赋值给另一数组
理解复杂的数组声明
数组本身也是对象,因此可以定义指向数组的指针和引用。
int *ptrs[10]; //含有10个整型指针的数组 int &refs[10]=a; //错误,不存在引用的数组,数组的元素必须是对象 int (*Parray)[10]=&arr; //Parray指向一个含有10个整数的数组 int (&arrRef)[10]=arr; //arrRef引用一个含有10个整数的数组
2、访问数组元素
可以使用范围for语句或下标来访问数组元素
在使用下标的时候,通常将其定义为size_t类型。size_t类型是一种机器相关的无符号类型,它被设计得足够大以便能表示内存中任意对象的大小。在cstddef头文件中定义了size_t类型。
遍历数组所有元素,最好的方法是范围for语句。
检查下标的值
3、指针和数组
在很多用到数组名字的地方,编译器都会自动地将其替换为一个指向数组首元素的指针。
对数组的元素使用取地址符就能得到指向该元素的指针。
指针也是迭代器
指向数组元素的指针可以执行迭代器一样的操作。
int a[10] = { 0 }; int n = 0; for (auto &i : a) { i = n; n++; } int *p1 = a; //相当于迭代器的begin int *p2 = &a[10]; //相当于迭代器的end for (int *p3 = p1; p3 != p2; p3++) { cout << *p3 << endl; }
标准库函数begin和end
上述使用a[10]的地址来表示尾后指针很容易出错,因此标准库定义了数组用的begin和end函数来得到数组的首指针和尾后指针,其在iterator头文件中。
int a[10] = { 0 }; int n = 0; for (auto &i : a) { i = n; n++; } /*int *p1 = a; int *p2 = &a[10];*/ int *p1 = begin(a); int *p2 = end(a); for (int *p3 = p1; p3 != p2; p3++) { cout << *p3 << endl; }
二者同样的效果。
指针运算
给指针加上一个整数,得到的新指针仍需指向同一数组的其他元素,或者指向同一数组的尾元素的下一位置。
解引用和指针运算的交互
指针加上一个整数得到的结果仍是一个指针,因此可以解引用该指针。
下标和指针
对数组执行下标运算其实是对指向数组元素的指针执行下标运算。
int i=a[2]; //上面的下标引用其实是下面的过程 int *p=a; i=*(p+2);
虽然标准库类型vector和string也能执行下标运算,但是数组与它们相比还是有所不同。标准库类型限定使用的下标必须是无符号类型,而内置的下标运算无此要求。
int *p=&a[2]; int j=p[1]; //实际是a[3] int k=p[-2]; //实际上是a[0]
与旧代码的接口
混用string对象和C风格字符串
C风格字符串:以空字符结尾的字符数组。
string提供一个名为c_str()的成员函数来将string转换为C风格字符串,返回的是const char*类型。
使用数组初始化vector对象
指明要拷贝区域的首元素地址和尾后地址即可。
int a[]={0,1,2,3,4,5}; vector<int> v(begin(a),end(a));
NOTE:不能用vector初始化数组。
- 尽量不使用数组和指针,而使用vector和迭代器
- 尽量不使用C风格字符串,而使用string
多维数组
C++语言中没有多维数组,通常所说的多维数组其实是数组的数组。
int a[3][4]; //大小为3的数组,每个元素是含有4个整数的数组 int b[10][20][30];
多维数组的初始化
使用花括号括起来的一组值初始化多维数组,和普通数组初始化一样,只是数组的元素也是数组而已。
int a[3][4]={ {0,1,2,3}, {4,5,6,7}, {8,9,10,11}}; int a[3][4]={0,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11}; //和上面的效果一样 int a[3][4]={{0},{1},{3}}; //其余的默认初始化
多维数组的下标引用
表达式含有的下标运算符数量和数组的维度一样多,该表达式的结果将是给定类型的元素;当比数组的 维度数量小时,表示的是内层数组。
使用范围for语句处理多维数组
size_t cnt=0; for(auto &row:a) for(auto &col:row) col=cnt; cnt++; }
NOTE:
使用范围for语句处理多维数组,除了最内层的循环外,其他所有循环的控制变量都应用是引用类型。为了防止编译器将auto控制变量转换成数组首元素的指针。
指针和多维数组
当程序使用多维数组的名字时,也会自动将其转换成指向数组首元素的指针。
也可以通过使用auto或decltype来遍历多维数组
int a[3][4] = {}; int cnt = 0; for (auto p = a; p != a + 3; p++) { for (auto q = *p; q != *p + 4; q++) { *q = cnt; cnt++; } } for (auto p = a; p != a + 3; p++) { for (auto q = *p; q != *p + 4; q++) { cout << *q << " | "; } cout << endl; }
也可以使用begin和end来简化
int a[3][4] = {}; int cnt = 0; for (auto p = begin(a); p != end(a); p++) { for (auto q = begin(*p); q != end(*p); q++) { *q = cnt; cnt++; } } for (auto p = begin(a); p != end(a); p++) { for (auto q = begin(*p); q != end(*p); q++) { cout << *q << " | "; } cout << endl; }
类型别名简化多维数组的指针
using int_array=int[4]; int a[3][4] = {}; int cnt = 0; for (auto p = begin(a); p != end(a); p++) { for (auto q = begin(*p); q != end(*p); q++) { *q = cnt; cnt++; } } for (int_array *p = a; p != a + 3; p++) { for (int *q = *p; q != *p + 4; ++q) { cout << *q << " | "; } cout << endl; }
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