数组指针与字符串(精品).ppt

第六章 数组 指针与字符串C+语言程序设计本章主要内容n数组n指针n动态存储分配n指针与数组n指针与函数n字符串数组的概念数组是具有一定顺序关系的若干相同类型对象的集合体，组成数组的对象称为该数组的元素。数组属于构造类型。数 组一维数组的声明与引用一维数组的声明类型说明符 数组名 常量表达式；例如：int a10;表示 a 为整型数组，有10个元素：a0.a9引用引用必须先声明，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：a0=a5+a7-a2*3数组名的构成方法与一般变量名相同。数 组例6.1一维数组的声明与引用#include void main()int A10,B10;int i;for(i=0;i10;i+)Ai=i*2-1;B10-i-1=Ai;数 组 for(i=0;i10;i+)coutAi =Ai;cout Bi =Biendl;一维数组的存储顺序数组元素在内存中顺次存放，它们的地址是连续的。数组名字是数组首元素的内存地址。数组名是一个常量，不能被赋值。a0 a1a2 a3 a4a5 a6 a7a8 a9a 数 组一维数组的初始化可以在编译阶段使数组得到初值：在声明数组时对数组元素赋以初值。static int a10=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 a10=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=1,2,3,4,5 数 组#include void main()int i;static int f20=1,1;for(i=2;i20;i+)fi=fi-2+fi-1;for(i=0;i20;i+)if(i%5=0)coutendl;cout.width(12);coutfi;例：用数组来处理求Fibonacci数列问题例：用数组来处理求Fibonacci数列问题 多维数组的声明声明：数据类型 数组名常量表达式1常量表达式2;int a53;表表示示a a为为整整型型二二维维数数组组，其其中中第第一一维维有有5 5个个下下标标（0 04 4）,第第二二维维有有3 3个个下下标标（0 02 2）,数数组组的的元元素素个个数数为为1515，可可以以用用于于存存放放5 5行行3 3列的整型数据。列的整型数据。引用：数组名整型表达式1整型表达式2;数 组存储顺序按行存放，上例中数组a的存储顺序为：n二维数组的声明类型说明符 数组名常量表达式1常量表达式2例如：float a34;a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23a0a00 a01 a02 a03a1a10 a11 a12 a13a2a20 a21 a22 a23a可以理解为：引用例如：b12=a23/2下标不要越界下标不要越界下标不要越界下标不要越界二维数组的声明及引用 数 组n将所有数据写在一个内，按顺序赋值例如：static int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;n分行给二维数组赋初值例如：static int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12;n可以对部分元素赋初值例如：static int a34=1,0,6,0,0,11;二维数组的初始化 数 组数组作为函数参数n数组元素作实参，与单个变量一样。n数组名作参数，形参和实参都应是数组名，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。数 组例6-2 使用数组名作为函数参数n 主函数中初始化一个34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。数 组#include void RowSum(int A4,int nrow)int sum;for(int i=0;i nrow;i+)sum=0;for(int j=0;j 4;j+)sum+=Aij;cout Sum of row i is sum endl;Ai0=sum;void main(void)int Table34=1,2,3,4,2,3,4,5,3,4,5,6;for(int i=0;i 3;i+)for(int j=0;j 4;j+)cout Tableij ;cout endl;RowSum(Table,3);for(int i=0;i 3;i+)cout Tablei0;运行结果：1 2 3 42 3 4 53 4 5 6Sum of row 0 is 10Sum of row 1 is 14Sum of row 2 is 1810 14 18对象数组(*)n声明：类名 数组名元素个数；n访问方法：通过下标访问 数组名下标.成员名 数 组对象数组的初始化n数组中每一个元素对象被创建时，系统都会调用该类构造函数初始化该对象。n通过初始化列表赋值。例：Point A2=Point(1,2),Point(3,4);n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 数组元素所属类的构造函数n若不声明构造函数，则采用默认构造函数。n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。n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。n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。数 组例6-3 对象数组应用举例/Point.h#if!defined(_POINT_H)#define _POINT_Hclass Point public:Point();Point(int xx,int yy);Point();void Move(int x,int y);int GetX()return X;int GetY()return Y;private:int X,Y;#endif 数 组/6-2.cpp#include#include Point.hPoint:Point()X=Y=0;coutDefault Constructor called.endl;Point:Point(int xx,int yy)X=xx;Y=yy;cout Constructor called.endl;Point:Point()coutDestructor called.endl;void Point:Move(int x,int y)X=x;Y=y;/6-3.cpp#include#include Point.hint main()coutEntering main.endl;Point A2;for(int i=0;i2;i+)Ai.Move(i+10,i+20);coutExiting main.endl;return 0;运行结果：Entering main.Default Constructor called.Default Constructor called.Exiting main.Destructor called.Destructor called.关于内存地址n对象的访问方式n通过对象名访问n通过地址访问n地址运算符：&例：int var;则&var 表示变量var在内存中的起始地址声明（可以声明各种类型的指针）例：int i;int*i_pointer=&i;指向整型变量的指针指针：指针：内存地址，用于间接访问内存单元。指针变量：指针变量：用于存放地址的变量。20005i_pointer*i_pointeri2000内存用户数据区变量 i变量 j变量 i_pointer362000200020043010引用例1：i=3;（访问方式）例2：*i_pointer=5;指 针语法形式 存储类型 数据类型 *指针名初始地址；例：int a，*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说明过，且变量类型应与指针类型一致。可以用一个已赋初值的指针去初始化另一个指针变量。不要用一个内部 auto 变量去初始化 static 指针。指 针指针变量的赋值运算指针变量名=地址n“地址”中存放的数据类型与指针的类型必须相符。n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。但可以赋值为整数0，表示空指针。n指针的类型是它所指向变量的类型，而不是指针本身数据值的类型，任何一个指针本身的数据值都是unsigned long int型。n允许声明指向 void 类型的指针。该指针可以被赋予任何类型对象的地址。例：例：void*general;void*general;指 针例6-5 指针的声明、赋值与使用#includevoid main()int*i_pointer;int i;i_pointer=&i;i=10;coutOutput int i=iendl;coutOutput int pointer i=*i_pointerendl;指 针程序运行的结果是：Output int i=10Output int pointer i=10例6-6 void类型指针的使用void vobject;/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 *pint;int i;void main()pv=&i;pint=(int*)pv;指 针指向常量的指针n不能通过该指针来改变所指对象的值，但指针本身可以改变，可以指向另外的对象。n 例1 char*name1=John;*name1=A;例2const char*name1=John;char s=abc;name1=s;*name1=1;指 针指针类型的常量n若声明指针常量，则指针本身的值不能被改变。例：char *const name2=John;name2=abc;指针变量的算术运算n指针与整数的加减运算n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 个数据的地址。n这种运算的结果值取决于指针指向的数据类型。n指针自增，自减运算n指向下一个或前一个数据。n例如：y=*px+相当于 y=*(px+)(*和+优先级相同，自右向左运算)指 针papa-2pa-1pa+1pa+2pa+3*(pa-2)*pa*(pa+1)*(pa+2)*(pa+3)*(pa-1)short *papb-1pbpb+1pb+2*(pb-1)*pb*(pb+1)*(pb+2)long*pbn关系运算n指向相同类型数据的指针之间可以进行各种关系运算。n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。n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!=0n赋值运算n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。但可以赋值为整数0，表示空指针。指 针指向数组元素的指针n声明与赋值例：int a10,*pa;pa=&a0;或 pa=a;n通过指针引用数组元素n*pa就是a0，*(pa+1)就是a1，.，*(pa+i)就是ai.nai,*(pa+i),*(a+i),pai都是等效的。n不能写 a+，因为a是数组首地址是常量。指 针例6-7 设有一个int型数组a，有10个元素。用三种方法输出各元素：n使用数组名和下标n使用数组名和指针运算n使用指针变量 指 针main()int a10;int i;for(i=0;iai;coutendl;for(i=0;i10;i+)coutai;使用数组名和下标main()int a10;int i;for(i=0;iai;coutendl;for(i=0;i10;i+)cout*(a+i);使用数组名指针运算使用指针变量main()int a10;int*p,i；for(i=0;iai;coutendl;for(p=a;p(a+10);p+)cout*p;指针数组n每个数组的元素是指针变量。n声明形式：类型名 *数组名数组长度例：Point *pa2;pa由pa0,pa1两个指针组成 指 针例6-8 利用指针数组存放单位矩阵#include void main()int line1=1,0,0;int line2=0,1,0;int line3=0,0,1;int*p_line3;p_line0=line1;p_line1=line2;p_line2=line3;指 针/输出单位矩阵 coutMatrix test:endl;for(int i=0;i3;i+)for(int j=0;j3;j+)coutp_lineij;coutendl;输出结果为：输出结果为：Matrix test:Matrix test:1,0,01,0,00,1,00,1,00,0,10,0,1例6-9 二维数组举例#include void main()int array223=11,12,13,21,22,23;for(int i=0;i2;i+)cout*(array2+i)endl;for(int j=0;j3;j+)cout*(*(array2+i)+j);coutendl;指 针在某次运行之后，程序的输出结果为：0X0065FDE011,12,130X0065FDEC21,22,23以指针作为函数参数n以地址方式传递数据，可以用来返回函数的处理结果。n实参是数组名时形参可以是指针变量。指针与函数例6.10题目：读入三个浮点数，将整数部分和小数部分分别输出。#include void splitfloat(float x,int*intpart,float*fracpart)*intpart=int(x);*fracpart=x-*intpart;指针与函数void main(void)int i,n;float x,f;cout Enter three(3)floating point numbers endl;for(i=0;i x;splitfloat(x,&n,&f);cout Integer Part is n Fraction Part is f endl;程序的运行结果：Enter three(3)floating point numbers 4.7Integer Part is 4 Fraction Part is 0.78.913Integer Part is 8 Fraction Part is 0.913-4.7518Integer Part is-4 Fraction Part is-0.7518例:输出数组元素的内容和地址#include#include void Array_Ptr(long*P,int n)int i;cout In func,address of array is unsigned long(P)endl;cout Accessing array in the function using pointers endl;for(i=0;i n;i+)cout Address for index i is unsigned long(P+i);cout Value is *(P+i)endl;指针与函数void main(void)long list5=50,60,70,80,90;cout In main,address of array is unsigned long(list)endl;cout endl;Array_Ptr(list,5);程序的运行结果：In main,address of array is 6684132In func,address of array is 6684132Accessing array in the function using pointers Address for index 0 is 6684132 Value is 50 Address for index 1 is 6684136 Value is 60 Address for index 2 is 6684140 Value is 70 Address for index 3 is 6684144 Value is 80 Address for index 4 is 6684148 Value is 90用指向常量的指针做形参#includeconst int N=6;void print(const int*p,int n);void main()int arrayN;for(int i=0;iarrayi;print(array,N);指 针void print(const int*p,int n)cout*p;for(int i=1;in;i+)cout.*(p+i);coutendl;当函数的返回值是地址时，该函数就是指针型函数。声明形式：数据类型 *函数名()指针与函数n声明形式 数据类型 (*函数指针名)(形参表);n含义：n数据指针指向数据存储区，而函数指针指向的是程序代码存储区。指向函数的指针 指针与函数例6-11 函数指针#include void print_stuff(float data_to_ignore);void print_message(float list_this_data);void print_float(float data_to_print);void(*function_pointer)(float);void main()float pi=(float)3.14159;float two_pi=(float)2.0*pi;指针与函数 print_stuff(pi);function_pointer=print_stuff;function_pointer(pi);function_pointer=print_message;function_pointer(two_pi);function_pointer(13.0);function_pointer=print_float;function_pointer(pi);print_float(pi);void print_stuff(float data_to_ignore)coutThis is the print stuff function.n;void print_message(float list_this_data)coutThe data to be listed is list_this_dataendl;void print_float(float data_to_print)coutThe data to be printed is data_to_print成员名ptr-getx()相当于(*ptr).getx();指 针对象指针应用举例int main()Point A(5,10);Point*ptr;ptr=&A;int x;x=ptr-GetX();coutxX=xx;this-Y=yy;指 针 指向类的非静态成员的指针n通过指向成员的指针只能访问公有成员n声明指向成员的指针n声明指向公有数据成员的指针类型说明符 类名:*指针名；n声明指向公有函数成员的指针类型说明符 (类名:*指针名)(参数表)；指 针指向类的非静态成员的指针n指向数据成员的指针n说明指针应该指向哪个成员指针名=&类名:数据成员名；n通过对象名（或对象指针）与成员指针结合来访问数据成员对象名.*类成员指针名或：对象指针名*类成员指针名 指 针 指向类的非静态成员的指针n指向函数成员的指针n初始化指针名=类名:函数成员名；n通过对象名（或对象指针）与成员指针结合来访问函数成员(对象名.*类成员指针名)(参数表)或：(对象指针名*类成员指针名)(参数表)指 针指向类的非静态成员的指针例6-13 访问对象的公有成员函数的不同方式void main()Point A(4,5);Point*p1=&A;int(Point:*p_GetX)()=Point:GetX;cout(A.*p_GetX)()endl;coutGetX)()endl;coutA.GetX()endl;指 针指向类的静态成员的指针n对类的静态成员的访问不依赖于对象。n可以用普通的指针来指向和访问静态成员。n例6-14n通过指针访问类的静态数据成员。n例6-15n通过指针访问类的静态函数成员。指 针例6-14通过指针访问类的静态数据成员#include class Point public:Point(int xx=0,int yy=0)X=xx;Y=yy;countP+;Point(Point&p);int GetX()return X;int GetY()return Y;static int countP;private:int X,Y;Point:Point(Point&p)X=p.X;Y=p.Y;countP+;int Point:countP=0;指 针void main()int*count=&Point:countP;Point A(4,5);coutPoint A,A.GetX(),A.GetY();cout Object id=*countendl;Point B(A);coutPoint B,B.GetX(),B.GetY();cout Object id=*countendl;例6-15通过指针访问类的静态函数成员#include class Point public:static void GetC()cout Object id=countPendl;private:int X,Y;static int countP;int Point:countP=0;指 针void main()void(*gc)()=Point:GetC;Point A(4,5);coutPoint A,A.GetX(),A.GetY();gc();Point B(A);coutPoint B,B.GetX(),B.GetY();gc();动态申请内存操作符 new(*)new 类型名T（初值列表）功能：在程序执行期间，申请用于存放T类型对象的内存空间，并以初值列表赋以初值。结果值：成功：T类型的指针，指向新分配的内存 失败：0（NULL）动态存储分配释放内存操作符delete(*)delete 指针P 功能：释放指针P所指向的内存。P必须是new操作的返回值。动态存储分配例6-16 动态创建对象举例#includeclass Point public:Point()X=Y=0;coutDefault Constructor called.n;Point(int xx,int yy)X=xx;Y=yy;cout Constructor called.n;Point()coutDestructor called.n;int GetX()return X;int GetY()return Y;void Move(int x,int y)X=x;Y=y;private:int X,Y;动态存储分配int main()coutStep One:endl;Point*Ptr1=new Point;delete Ptr1;coutStep Two:endl;Ptr1=new Point(1,2);delete Ptr1;return 0;运行结果：运行结果：Step One:Default Constructor called.Destructor called.Step Two:Constructor called.Destructor called.例6-17动态创建对象数组举例#includeclass Point /类的声明同例6-16，略;int main()Point*Ptr=new Point2;Ptr0.Move(5,10);Ptr1.Move(15,20);coutDeleting.endl;delete Ptr;return 0;动态存储分配运行结果：Default Constructor called.Default Constructor called.Deleting.Destructor called.Destructor called.例6-18动态数组类#includeclass Point /类的声明同例6-16 ;class ArrayOfPoints public:ArrayOfPoints(int n)numberOfPoints=n;points=new Pointn;ArrayOfPoints()coutDeleting.endl;numberOfPoints=0;delete points;Point&Element(int n)return pointsn;private:Point*points;int numberOfPoints;void main()int number;coutnumber;ArrayOfPoints points(number);points.Element(0).Move(5,10);points.Element(1).Move(15,20);运行结果如下：Please enter the number of points:2Default Constructor called.Default Constructor called.Deleting.Destructor called.Destructor called.动态创建多维数组new 类型名T下标表达式1下标表达式2；如果内存申请成功，new运算返回一个指向新分配内存首地址的指针，是一个T类型的数组，数组元素的个数为除最左边一维外各维下标表达式的乘积。例如：char(*fp)3;fp=new char23;char(*fp)3;fpfp+1fp00fp01fp02fp10fp11fp12例6-19动态创建多维数组#includevoid main()float(*cp)98;int i,j,k;cp=new float898;for(i=0;i8;i+)for(j=0;j9;j+)for(k=0;k9;k+)*(*(*(cp+i)+j)+k)=i*100+j*10+k;动态存储分配for(i=0;i8;i+)for(j=0;j9;j+)for(k=0;k8;k+)coutcpijk ;coutendl;coutendl;动态存储分配函数nvoid*malloc(size);参数size：欲分配的字节数。返回值：成功，则返回void型指针。失败，则返回空指针。头文件：和 动态存储分配动态内存释放函数nvoid free(void*pointer);参数pointer：指针，指向需释放的内存。返回值：无头文件：和 动态存储分配浅拷贝与深拷贝(*)n浅拷贝n实现对象间数据元素的一一对应复制。n深拷贝n当被复制的对象数据成员是指针类型时，不是复制该指针成员本身，而是将指针所指的对象进行复制。浅拷贝与深拷贝例6-20对象的浅拷贝#includeclass Point /类的声明同例6-16 /;class ArrayOfPoints /类的声明同例6-18/;浅拷贝与深拷贝void main()int number;cinnumber;ArrayOfPoints pointsArray1(number);pointsArray1.Element(0).Move(5,10);pointsArray1.Element(1).Move(15,20);ArrayOfPoints pointsArray2(pointsArray1);coutCopy of pointsArray1:endl;coutPoint_0 of array2:pointsArray2.Element(0).GetX(),pointsArray2.Element(0).GetY()endl;coutPoint_1 of array2:pointsArray2.Element(1).GetX(),pointsArray2.Element(1).GetY()endl;pointsArray1.Element(0).Move(25,30);pointsArray1.Element(1).Move(35,40);coutAfter the moving of pointsArray1:endl;coutPoint_0 of array2:pointsArray2.Element(0).GetX(),pointsArray2.Element(0).GetY()endl;coutPoint_1 of array2:pointsArray2.Element(1).GetX(),pointsArray2.Element(1).GetY()endl;运行结果如下：Please enter the number of points:2Default Constructor called.Default Constructor called.Copy of pointsArray1:Point_0 of array2:5,10Point_1 of array2:15,20After the moving of pointsArray1:Point_0 of array2:25,30Point_1 of array2:35,40Deleting.Destructor called.Destructor called.Deleting.接下来程序出现异常，也就是运行错误。拷贝前拷贝后pointsArray1的数组元素占用的内存pointsnumberOfPointspointsArray1pointsnumberOfPointspointsArray1pointsArray1的数组元素占用的内存pointsnumberOfPointspointsArray2例6-21对象的深拷贝#includeclass Point /类的声明同例6-16 ;class ArrayOfPoints public:ArrayOfPoints(ArrayOfPoints&pointsArray);/其它成员同例6-18 ;浅拷贝与深拷贝ArrayOfPoints:ArrayOfPoints(ArrayOfPoints&pointsArray)numberOfPoints =pointsArray.numberOfPoints;points=new PointnumberOfPoints;for(int i=0;inumberOfPoints;i+)pointsi.Move(pointsArray.Element(i).GetX(),pointsArray.Element(i).GetY();void main()/同例6-20 程序的运行结果如下：Please enter the number of points:2Default Constructor called.Default Constructor called.Default Constructor called.Default Constructor called.Copy of pointsArray1:Point_0 of array2:5,10Point_1 of array2:15,20After the moving of pointsArray1:Point_0 of array2:5,10Point_1 of array2:15,20Deleting.Destructor called.Destructor called.Deleting.Destructor called.Destructor called.拷贝前pointsArray1的数组元素占用的内存pointsnumberOfPointspointsArray1拷贝后pointsnumberOfPointspointsArray1pointsArray1的 数组元素占用的内存pointsnumberOfPointspointsArray2用字符数组存储和处理字符串字符数组的声明和引用（见例6-19）例：static char str8=112,114,111,103,114,97,109,0;static char str8=p,r,o,g,r,a,m,0;static char str8=program;static char str=program;字符串字符串常量，例如：china没有字符串变量，用字符数组来存放字符串字符串以0为结束标志。字符数组的初始化 字符串例例6-22 输出一个字符串输出一个字符串#include void main()static char c10=I,a,m,a,b,o,y;int i;for(i=0;i10;i+)coutci;coutendl;运行结果：I am a boy 字符串例例6-23输出一个钻石图形输出一个钻石图形#includevoid main()static char diamond5=,*,*,*,*,*,*,*,*;int i,j;for(i=0;i5;i+)for(j=0;j5;j+)coutdiamondij;coutendl;运行结果：*字符串字符串的输入/输出n方法n逐个字符输入输出n将整个字符串一次输入或输出例：char c=China;char c=China;coutcoutc;str1str2str3;运行时输入数据：How are you?内存中变量状态如下：str1:H o w 0 str2:a r e 0 str3:y o u?0若改为：static char str13;cinstr;运行时输入数据：How are you?内存中变量 str 内容如下：str:H o w 0 用字符数组存储和处理字符串char a4,*p1,*p2;n错误的:a=abc;cinp1;n正确的:p1=abc;p2=a;cinp2;字符串整行输入字符串ncin.getline(字符数组名St,字符个数N,结束符);功能：一次连续读入多个字符（可以包括空格），直到读满N个，或遇到指定的结束符（默认为n）。读入的字符串存放于字符数组St中。读取但不存储结束符。字符串整行输入字符串举例#include void main(void)char city80;char state80;int i;for(i=0;i 2;i+)cin.getline(city,80,);cin.getline(state,80,n);cout City:city State:state endl;字符串运行结果Beijing,ChinaCity:Beijing State:ChinaShanghai,ChinaCity:Shanghai State:China字符串处理函数strcat（连接），strcpy（复制），strcmp（比较），strlen（求长度），strlwr(转换为小写），strupr（转换为大写）头文件 字符串例6.21 string类应用举例#include#include void trueFalse(int x)cout (x?True:False)endl;字符串void main()string S1=DEF,S2=123;char CP1=ABC;char CP2=DEF;cout S1 is S1 endl;cout S2 is S2 endl;coutlength of S2:S2.length()endl;cout CP1 is CP1 endl;cout CP2 is CP2 endl;cout S1=CP1 returned;trueFalse(S1=CP1);cout CP2=S1 returned;trueFalse(CP2=S1);S2+=S1;coutS2=S2+S1:S2endl;coutlength of S