第四章 复合类型

本文依据 史蒂芬·普拉达编写的《C primer plus》（第六版中文版）及对应《习题解答》所总结。

四、复合类型

• 进一步接近OOP
  • 复合类型基于整型和浮点类型创建，以满足数据的更多要求，影响最深远的复合类型是类，普通的复合类型有数组、字符串、结构、共用体、指针、枚举等
• 数组
  • 数组是一种数据格式，可以存储多个类型相同的值，其中每个值都存储在一个独立的数组元素中，计算机在内存中依次存储数组中的各个元素
  • 创建数组
    • 使用声明语句并指出三点：元素类型，数组名，元素数 格式:typeName arrayName[arraySize], arraySize必须是整型字面量
    • 初始化数组
      • 时刻：只有在定义数组时才能使用初始化，并且不允许数组间赋值
      • 操作：提供初始化列表(用逗号分隔的值列表,以花括号括起) 注意：提供的值可以少于数组的元素数目，其它元素将设置为0，列表不提供任何值时所有元素默认设置为0，初始化时如果不告知数组元素数目，编译器会自动计算元素个数
      • 未初始化的数组的内容是未定义的
    • 使用：组名[序号]
• 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++有两种处理方式
    • C风格：本质是对字符数组操作
    • C++风格：基于string类库的方法
  • C风格：字符数组
    • 字符串字面值(常量)："xxx" 一个用引号括起的字符串，实际表示字符串所在的内存地址 ，并且任何两个由空白分隔的字符串常量都将自动拼接成一个
    • 存储字符串
      • 初始化：将数组初始化为用引号括起的字符串，将自动添加一个空字符结尾，\0用来标记字符串的结尾
      • 输入字符串：cin>>,cin.get(),cin,getline() 后者是cin的面向行的类成员函数，读取一行输入，直到达到换行符(回车键)或者字符读满时停止，三者都会自动在结尾添加空字符\0
        • cin>>
          • cin使用空白(空格、制表符和换行符)确定字符串的结束位置，因此cin获取字符数组输入时只能读取一个单词 以换行符结尾时会将其留在输入队列中
          • 示例：cin>>arrayName;
        • cin.get()
          • 接受两个参数，用来存储的数组名和要读取的字符数 通过换行符确定结尾，将换行符留在输入队列中
          • 注意：遗留在输入队列的换行符会导致一些问题 用不带参数的cin.get()可以读取下一个字符，用来处理换行符，为下一行输入做好准备
          • 示例： cin.get(arrayName,ArSize); cin.get(); cin.get(arrayName2,ArSize);
            • 也可以合并两个函数：cin.get(arrayName,ArSize).get();
        • cin.getline()
          • 接受两个参数，用来存储的数组名和要读取的字符数 通过换行符确定结尾，将换行符替换为空字符
          • 示例：cin.getline(arrayName,ArSize);
        • cin.clear()
          • 当get()读取空行后将设置失效位，接下来的输入将被阻断，可使用 cin.clear();命令恢复输入
          • 当输入字符串比分配的空间长时，二者会把余下的字符留在输入队列中，getline()会设置失效位，关闭后面的输入
    • 其它操作：头文件<cstring>提供了一些C语言库中的函数来完成这些工作，使用参数指出要使用哪个字符串
  • C++风格
    • string类简介：专门处理字符串的类型，提供了将字符串作为一种数据类型的表示方法，隐藏了数组性质，从而可以像处理普通变量那样处理字符串
      • 相同之处： 可用C风格字符串初始化string对象 可以用cin输入，可以用cout输出 可用数组表示法访问存储在string对象中的字符
      • 主要区别：可将string对象声明为简单变量，类设计让程序能自动处理string的大小 默认长度为0，输入时将自动调整对象长度
    • string类基本操作
      • string类对象允许相互赋值 允许使用+/+=运算符将字符串加到string对象的末尾
      • string类I/O
        • 输入
          • 使用cin读取一个单词时，句法与C风格字符串相同
          • 每次读取一行时句法不同，示例：getline(cin,str); 表明这个getline不是istream的类方法，第一个参数cin指出到哪里查找输入，第二个参数是要存储字符串的string类对象
        • 输出
          • cout句法相同，不必考虑内部工作原理
    • 其他操作：C++string类对象使用对象名和句点运算符指出要使用哪个字符串，调用该类的类方法
• 结构
  • 结构可以存储多个不同类型的值，是用户定义的类型，是OOP类的基石
  • 使用结构(三步)
    • 建立结构声明：定义了这种类型的数据属性，指出其特征
      • 通用格式： struct My_Name { ... }; (struct关键字可省)
      • 位置选择：外部声明可以被后面的任何函数调用，内部声明只能被该声明所属的函数调用 通常应使用外部声明，另外C++不提倡外部变量，提倡外部结构声明和符号常量
      • 标识符My_Name是用户定义的这种数据格式的名称，是新的类型名，之后便可以创建My_Name类型的变量；大括号内是结构存储的数据类型的列表，每个列表项都是一条声明语句，每一项都被称为结构成员
      • 注：此时不能赋初值
    • 声明结构类型变量
      • 创建变量
        • (可省略)struct My_Name x,y,...,z;
        • 省略结构类名：struct { ...}x,y,...,z; (定义结构时声明变量，由于没有类型名称以后无法再定义此类型变量)
        • 创建结构数组：My_Name array[n]; 成员变量表示为array[x].member 初始化结合数组和结构规则{{...},{...},...,{...}};
      • 初始化
        • 与数组一样，用初始化列表(逗号分隔值列表) 不能跳跃赋值
        • 如果大括号内未包含任何东西，每个成员都将被设置为0，字符数组的每个字节都被设置为0
        • 定义变量时赋值，给成员单独赋值，”=“赋值
    • 访问结构变量
      • 使用成员运算符(.)访问，把每个结构成员看作相应类型的变量
  • 其它属性(C++使用户定义的类型与内置类型尽可能相似)
    • 可作为参数传递给函数，可以让函数返回一个结构，同类型的结构可以互相赋值，即使成员是数组
    • 结构中的位字段
      • 允许占用特定位数的结构成员，每个成员都被称为位字段
      • 可以用通常方法初始化，用结构表示法访问位字段
      • 用途：省空间，表示硬件状态，访问硬件设备上的寄存器等
• 共用体
  • 共用体是一种数据格式，能够存储不同的数据类型，但只能同时存储其中的一种类型(一次只能存储一个值)，所以共用体类变量的类型可以不断变化
    • union My_Name {...}; 成员变量可以带上自己的类型方便识别
  • 特性
    • 共用体的长度是最大成员的长度
    • 匿名共用体没有名称，成员将成为位于相同地址处的变量
  • 用途
    • 为同项数据提供多种格式
    • 节省内存，嵌入式开发，操作系统或硬件数据结构
• 枚举
  • enum
    • 另一种创建符号常量的方式，可代替const
    • 允许定义新类型
  • 使用(句法与使用结构相似)
    • 定义枚举类型
      • 通用格式：enum My_Name {x,y,...,z};
      • My_Name 成为新类型的名称，称为枚举； x,y,z等是符号常量，叫做枚举量；默认第一个常量为0，依次递增
    • 使用
      • 只能将定义枚举类时确定的枚举量赋给该枚举类的变量 示例：My_Name H; H=x;
      • 枚举量是整型，可被提升为int型，没有为枚举量定义算术运算，可以和常规整数混合运算
      • 设置枚举量的值：通过赋值运算符显示设置，必须是整数，没有被初始化的常量比前面的枚举量大一，可以创建多个值相同的枚举量
    • 常用于定义相关的符号常量，而非新类型；如果只打算定义常量，可以省略枚举类型名称
• 指针
• 用new和delete管理数据
  • 动态内存管理初步
• 指针部分单独列出
• 第7章介绍和函数接口的联系
• 5，6，17章将介绍这些属性
• cin的较高级特性见第17章