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第六章 数组 指针与字符串清华大学 郑 莉
C++语言程序设计
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本章主要内容
数组
指针
动态存储分配
指针与数组
指针与函数
字符串
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数组的概念数组 是具有一定 顺序关系 的若干 相同类型变量的集合体,组成数组的变量称为该数组的 元素 。
数组属于构造类型。
数组
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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 a[10];
表示 a 为整型数组，有 10个元素,a[0]...a[9]
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,a[0]=a[5]+a[7]-a[2*3]
数组名的构成方法与一般变量名相同。
数组
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例 6,1一维数组的声明与引用
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{ int A[10],B[10];
int i;
for(i=0;i<10;i++)
{
A[i]=i*2-1;
B[10-i-1]=A[i];
}
数组
for(i=0;i<10;i++)
{
cout<<"A["<<i
<<"]="<<A[i];
cout<<" B["<<i
<<"]="
<<B[i]<<endl;
}
}
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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 。
例如：具有 10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下：
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。
a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9]a
数组
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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。
例如,static int a[10]={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 a[10]={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
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#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ int i;
static int f[20]={1,1}; //初始化第 0,1个数
for(i=2;i<20;i++) f[i]=f[i-2]+f[i-1]; //求第 2～ 19个数
for(i=0;i<20;i++) //输出，每行 5个数 //
{ if(i%5==0) cout<<endl;
cout.width(12); //设置输出宽度为 12
cout<<f[i];
}
}
例：用数组来处理求 Fibonacci数列问题
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例：用数组来处理求 Fibonacci数列问题运行结果：
1 1 2 3 5
8 13 21 34 55
89 144 233 377 610
987 1597 2584 4181 6765
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一维数组应用举例循环从键盘读入若干组选择题答案，
计算并输出每组答案的正确率，直到输入 ctrl+z为止。
每组连续输入 5个答案，每个答案可以是 'a'..'d'。
数组
#include <iostream>
using namespace std;
void main(void)
{ char key[ ] = {'a','c','b','a','d'};
char c;
int ques = 0,numques = 5,numcorrect = 0;
cout << "Enter the " << numques << " question tests:" << endl;
while (cin.get(c))
{ if (c != '\n')
if (c == key[ques])
{ numcorrect++;
cout << " ";
}
else cout << "*";
else
{ cout<< " Score "<<float(numcorrect)/numques*100<< "%";
ques = 0; // reset variables
numcorrect = 0;
cout << endl;
continue;
}
ques++;
}
} 11
运行结果：
acbba
** Score 60%
acbad
Score 100%
abbda
* ** Score 40%
bdcba
***** Score 0%
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二维数组的声明及引用数据类型 标识符 [常量表达式 1][常量表达式 2] …;
例,
int a[5][3];
表示 a为整型二维数组,其中第一维有 5
个下标 （ 0~4 ）,第 二 维 有 3 个下标
（ 0~2）,数组的元素个数为 15,可以用于存放 5行 3列的整型数据表格 。
数组
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存储顺序按行存放，上例中数组 a的存储顺序为：
二维数组的声明类型说明符 数组名 [常量表达式 ][常量表达式 ]
例如,float a[3][4];
a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23
a[0]——a00 a01 a02 a03
a[1]——a10 a11 a12 a13
a[2]——a20 a21 a22 a23
a可以理解为：
引用例如,b[1][2]=a[2][3]/2 下标不要越界二维数组的声明及引用数组
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将所有数据写在一个 {}内，按顺序赋值例如,static int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
分行给二维数组赋初值例如,static int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
可以对部分元素赋初值例如,static int a[3][4]={{1},{0,6},{0,0,11}};
二维数组的初始化数组
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数组作为函数参数
数组元素作实参，与单个变量一样。
数组名作参数，形、实参数都应是数组名，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
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例 6-2 使用数组名作为函数参数
主函数中初始化一个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 <iostream>
using namespace std;
void RowSum(int A[][4],int nrow)
{ int sum;
for (int i = 0; i < nrow; i++)
{
sum = 0;
for(int j = 0; j < 4; j++)
sum += A[i][j];
cout << "Sum of row " << i
<< " is " << sum << endl;
A[i][0]=sum;
}
} 18
void main(void)
{ int Table[3][4] =
{{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 << Table[i][j] << " ";
cout << endl;
}
RowSum(Table,3);
for (int i = 0; i < 3; i++)
cout << Table[i][0]
}
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运行结果：
1 2 3 4
2 3 4 5
3 4 5 6
Sum of row 0 is 10
Sum of row 1 is 14
Sum of row 2 is 18
10 14 18
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对象数组
声明：
类名 数组名 [元素个数 ]；
访问方法：
通过下标访问数组名 [下标 ].成员名数组
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对象数组初始化
数组中每一个元素对象被创建时，系统都会调用类构造函数初始化该对象。
通过初始化列表赋值。
例：
Point A[2]={Point(1,2),Point(3,4)};
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
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数组元素所属类的构造函数
不声明构造函数，则采用默认构造函数。
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。
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。
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
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例 6-3 对象数组应用举例
//Point.h
#if !defined(_POINT_H)
#define _POINT_H
class 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<iostream>
using namespace std;
#include "Point.h"
Point::Point()
{ X=Y=0;
cout<<"Default Constructor called."<<endl;
}
Point::Point(int xx,int yy)
{ X=xx;
Y=yy;
cout<< "Constructor called."<<endl;
}
Point,:~Point()
{ cout<<"Destructor called."<<endl; }
void Point,:Move(int x,int y)
{ X=x; Y=y; }
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#include<iostream>
#include "Point.h"
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Entering main..."<<endl;
Point A[2];
for(int i=0;i<2;i++)
A[i].Move(i+10,i+20);
cout<<"Exiting main..."<<endl;
return 0;
}
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运行结果：
Entering main...
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Exiting main...
Destructor called.
Destructor called.
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关于内存地址
内存空间的访问方式
– 通过变量名访问
– 通过地址访问
地址运算符,&
例：
int var;
则 &var 表示变量 var在内存中的起始地址
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声明例,static int i;
static int *i_pointer=&i;
指向整型变量的指针指针变量的概念概念指针,内存地址，用于间接访问内存单元指针变量：
用于存放地址的变量
2000 3
i_pointer *i_pointer
i
2000
内存用户数据区变量 i
变量 j
变量
i_pointer
3
6
2000
2000
2004
3010
引用例 1,i=3;
例 2,*i_pointer=3;
指针
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指针变量的初始化
语法形式存储类型 数据类型 *指针名＝初始地址；
例,int *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
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指针变量的赋值运算指针名 =地址
,地址”中存放的数据类型与指针类型必须相符。
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。
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,void *general;
指针
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例 6-5 指针的声明、赋值与使用
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ int *i_pointer; //声明 int型指针 i_pointer
int i; //声明 int型数 i
i_pointer=&i; //取 i的地址赋给 i_pointer
i=10; //int型数赋初值
cout<<"Output int i="<<i<<endl; //输出 int型数的值
cout<<"Output int pointer i="<<*i_pointer<<endl;
//输出 int型指针所指地址的内容
}
指针程序运行的结果是：
Output int i=10
Output int pointer i=10
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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() //void类型的函数没有返回值
{
pv = &i; //void类型指针指向整型变量
// void指针赋值给 int指针需要类型强制转换,
pint = (int *)pv;
}
指针
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指向常量的指针
不能通过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 。
例 1
char *name1 = "John"; //name1是一般指针
*name1='A'; //编译正确，运行出错
例 2
const char *name1 = "John"; //指向常量的指针
char s[]="abc";
name1=s; //正确,name1本身的值可以改变
*name1='1'; //编译时指出错误指针
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指针类型的常量
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"; //错误，指针常量值不能改变
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指针变量的算术运算
指针与整数的加减运算
– 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。
– 这种运算的结果值取决于指针指向的数据类型。
指针加一，减一运算
– 指向下一个或前一个数据。
– 例如,y=*px++ 相当于 y=*(px++)
(*和 ++优先级相同，自右向左运算 )
指针
pa
pa-2
pa-1
pa+1
pa+2
pa+3
*(pa-2)
*pa
*(pa+1)
*(pa+2)
*(pa+3)
*(pa-1)
short *pa
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pb-1
pb
pb+1
pb+2
*(pb-1)
*pb
*(pb+1)
*(pb+2)
long *pb
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关系运算
– 指向相同类型数据的指针之间可以进行各种关系运算。
– 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。
– 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!=0
赋值运算
– 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。
指针变量的关系运算指针
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指向数组元素的指针
声明与赋值例,int a[10],*pa;
pa=&a[0]; 或 pa=a;
通过指针引用数组元素经过上述声明及赋值后：
– *pa就是 a[0],*(pa+1)就是 a[1],...,
*(pa+i)就是 a[i].
– a[i],*(pa+i),*(a+i),pa[i]都是等效的。
– 不能写 a++，因为 a是数组首地址是常量。
指针
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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：
– 使用数组名和下标
– 使用数组名和指针运算
– 使用指针变量指针
main()
{
int a[10];
int i;
for(i=0; i<10; i++)
cin>>a[i];
cout<<endl;
for(i=0; i<10; i++)
cout<<a[i];
}
使用数组名和下标
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main()
{
int a[10];
int i;
for(i=0; i<10; i++)
cin>>a[i];
cout<<endl;
for(i=0; i<10; i++)
cout<<*(a+i);
}
使用数组名指针运算使用指针变量
main()
{
int a[10];
int *p,i；
for(i=0; i<10; i++)
cin>>a[i];
cout<<endl;
for(p=a; p<(a+10); p++)
cout<<*p;
}
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指针数组
数组的元素是指针型
例,Point *pa[2];
由 pa[0],pa[1]两个指针组成指针
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例 6-8 利用指针数组存放单位矩阵
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{ int line1[]={1,0,0}; //声明数组，矩阵的第一行
int line2[]={0,1,0}; //声明数组，矩阵的第二行
int line3[]={0,0,1}; //声明数组，矩阵的第三行
int *p_line[3]; //声明整型指针数组
p_line[0]=line1; //初始化指针数组元素
p_line[1]=line2;
p_line[2]=line3;
指针
//输出单位矩阵
cout<<"Matrix test:"<<endl;
for(int i=0;i<3;i++) //对指针数组元素循环
{
for(int j=0;j<3;j++) //对矩阵每一行循环
{ cout<<p_line[i][j]<<" "; }
cout<<endl;
}
}
输出结果为：
Matrix test:
1,0,0
0,1,0
0,0,1
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49
例 6-9 二维数组举例
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{ int array2[2][3]={{11,12,13},{21,22,23}};
for(int i=0;i<2;i++)
{ cout<<*(array2+i)<<endl;
for(int j=0;j<3;j++)
{ cout<<*(*(array2+i)+j)<<" ";
//或者 cout<<array2[i][j]<<" ";
}
cout<<endl;
}
}
指针在某次运行之后，程序的输出结果为：
0X0065FDE0
11,12,13
0X0065FDEC
21,22,23
50
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以指针作为函数参数
以地址方式传递数据，可以用来返回函数处理结果。
实参是数组名时形参可以是指针。
指针与函数
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52
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 <iostream>
using namespace std;
void splitfloat(float x,int *intpart,
float *fracpart)
{ //形参 intpart,fracpart是指针
*intpart = int(x); // 取 x的整数部分
*fracpart = x - *intpart; //取 x的小数部分
}
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 < 3; i++)
{
cin >> x;
splitfloat(x,&n,&f); //变量地址做实参
cout << "Integer Part is " << n
<< " Fraction Part is " << f << endl;
}
} 53
运行结果：
Enter three (3) floating point numbers
4.7
Integer Part is 4 Fraction Part is 0.7
8.913
Integer Part is 8 Fraction Part is 0.913
-4.7518
Integer Part is -4 Fraction Part is -0.7518
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例,输出数组元素的内容和地址
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
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 list[5] = {50,60,70,80,90};
cout << "In main,address of array is "
<< unsigned long(list) << endl;
cout << endl;
Array_Ptr(list,5);
}
运行结果：
In main,address of array is 6684132
In func,address of array is 6684132
Accessing 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
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58
指向常量的指针做形参
#include<iostream>
using namespace std;
const int N=6;
void print(const int *p,int n);
void main()
{ int array[N];
for(int i=0;i<N;i++)
cin>>array[i];
print(array,N);
}
指针
void print(const int *p,int n)
{
cout<<"{"<<*p;
for(int i=1;i<n;i++)
cout<<"."<<*(p+i);
cout<<"}"<<endl;
}
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60
指针型函数当函数的返回值是地址时，该函数就是指针形函数。
声明形式存储类型 数据类型 *函数名 ()
指针与函数
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61
声明形式存储类型 数据类型 (*函数指针名 )();
含义：
– 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
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62
例 6-11函数指针
#include <iostream>
using namespace std;
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);
}
63
void print_stuff(float data_to_ignore)
{ cout<<"This is the print stuff function.\n"; }
void print_message(float list_this_data)
{ cout<<"The data to be listed is "
<<list_this_data<<endl;
}
void print_float(float data_to_print)
{ cout<<"The data to be printed is "
<<data_to_print<<endl;
}
64
运行结果：
This is the print stuff function.
This is the print stuff function.
The data to be listed is 6.283180
The data to be listed is 13.000000
The data to be printed is 3.141590
The data to be printed is 3.141590
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对象指针的一般概念
声明形式类名 *对象指针名；
例
Point A(5,10);
Piont *ptr;
ptr=&A;
通过指针访问对象成员对象指针名 ->成员名
ptr->getx() 相当于 (*ptr).getx();
指针
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对象指针应用举例
int main()
{
Point A(5,10);
Point *ptr;
ptr=&A;
int x;
x=ptr->GetX();
cout<<x<<endl;
return 0;
}
指针
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68
曾经出现过的错误例子
class Fred; //前向引用声明
class Barney {
Fred x; //错误：类 Fred的声明尚不完善
};
class Fred {
Barney y;
};
指针
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69
正确的程序
class Fred; //前向引用声明
class Barney {
Fred *x;
};
class Fred {
Barney y;
};
指针
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70
this指针
隐含于每一个类的成员函数中的特殊指针。
明确地指出了成员函数当前所操作的数据所属的对象。
– 当通过一个对象调用成员函数时，系统先将该对象的地址赋给 this指针，然后调用成员函数，成员函数对对象的数据成员进行操作时，就隐含使用了 this指针。
指针
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71
this指针例如,Point类的构造函数体中的语句：
X=xx;
Y=yy;
相当于：
this->X=xx;
this->Y=yy;
指针
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72
指向类的非静态成员的指针
通过指向成员的指针只能访问公有成员
声明指向成员的指针
– 声明指向公有数据成员的指针类型说明符 类名,:*指针名；
– 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
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73
指向类的非静态成员的指针
指向数据成员的指针
– 说明指针应该指向哪个成员指针名 =&类名,:数据成员名；
– 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
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74
指向类的非静态成员的指针
指向函数成员的指针
– 初始化指针名 =类名,:函数成员名；
– 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
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75
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() //主函数
{ Point A(4,5); //声明对象 A
Point *p1=&A; //声明对象指针并初始化
//声明成员函数指针并初始化
int (Point::*p_GetX)()=Point::GetX;
//（ 1）使用成员函数指针访问成员函数
cout<<(A.*p_GetX)()<<endl;
//（ 2）使用对象指针访问成员函数
cout<<(p1->GetX)()<<endl;
//（ 3）使用对象名访问成员函数
cout<<A.GetX()<<endl;
}
指针
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76
指向类的静态成员的指针
对类的静态成员的访问不依赖于对象
可以用普通的指针来指向和访问静态成员
例 6-14
– 通过指针访问类的静态数据成员
例 6-15
– 通过指针访问类的静态函数成员指针
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77
例 6-14通过指针访问类的静态数据成员
#include <iostream>
using namespace std;
class Point //Point类声明
{public,//外部接口
Point(int xx=0,int yy=0) {X=xx;Y=yy;countP++;}//构造函数
Point(Point &p); //拷贝构造函数
int GetX() {return X;}
int GetY() {return Y;}
static int countP; //静态数据成员引用性说明
private,//私有数据成员
int X,Y;
};
Point::Point(Point &p)
{ X=p.X; Y=p.Y; countP++; }
int Point::countP=0; //静态数据成员定义性说明指针
void main() //主函数
{ //声明一个 int型指针，指向类的静态成员
int *count=&Point::countP;
Point A(4,5); //声明对象 A
cout<<"Point A,"<<A.GetX()<<","<<A.GetY();
//直接通过指针访问静态数据成员
cout<<" Object id="<<*count<<endl;
Point B(A); //声明对象 B
cout<<"Point B,"<<B.GetX()
<<","<<B.GetY();
//直接通过指针访问静态数据成员
cout<<" Object id="<<*count<<endl;
} 78
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79
例 6-15通过指针访问类的静态函数成员
#include <iostream>
using namespace std;
class Point //Point类声明
{ public,//外部接口
//其它函数略
static void GetC() //静态函数成员
{cout<<" Object id="<<countP<<endl;}
private,//私有数据成员
int X,Y;
static int countP; //静态数据成员引用性说明
};
// 函数实现略
int Point::countP=0; //静态数据成员定义性说明指针
void main() //主函数
{
//指向函数的指针，指向类的静态成员函数
void (*gc)()=Point::GetC;
Point A(4,5); //声明对象 A
cout<<"Point A,"<<A.GetX()<<","<<A.GetY();
gc(); //输出对象序号，通过指针访问静态函数成员
Point B(A); //声明对象 B
cout<<"Point B,"<<B.GetX()<<","<<B.GetY();
gc(); //输出对象序号，通过指针访问静态函数成员
}
80
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81
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，并依初值列表赋以初值。
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
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82
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
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83
例 6-16 动态创建对象举例
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{ public:
Point()
{ X=Y=0; cout<<"Default Constructor called.\n";}
Point(int xx,int yy)
{ X=xx; Y=yy; cout<< "Constructor called.\n"; }
~Point() { cout<<"Destructor 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()
{ cout<<"Step One:"<<endl;
Point *Ptr1=new Point;
delete Ptr1;
cout<<"Step Two:"<<endl;
Ptr1=new Point(1,2);
delete Ptr1;
return 0;
}
运行结果：
Step One:
Default Constructor called.
Destructor called.
Step Two:
Constructor called.
Destructor called,84
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85
例 6-17动态创建对象数组举例
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{ //类的声明同例 6-16，略 };
int main()
{ Point *Ptr=new Point[2]; //创建对象数组
Ptr[0].Move(5,10); //通过指针访问数组元素的成员
Ptr[1].Move(15,20); //通过指针访问数组元素的成员
cout<<"Deleting..."<<endl;
delete[ ] Ptr; //删除整个对象数组
return 0;
}
动态存储分配运行结果：
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
86
例 6-18动态数组类
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{ //类的声明同例 6-16 … };
class ArrayOfPoints
{ public:
ArrayOfPoints(int n)
{ numberOfPoints=n; points=new Point[n]; }
~ArrayOfPoints()
{ cout<<"Deleting..."<<endl;
numberOfPoints=0; delete[] points;
}
Point& Element(int n)
{ return points[n]; }
private:
Point *points;
int numberOfPoints;
}; 87
void main()
{
int number;
cout<<"Please enter the number of
points:";
cin>>number;
//创建对象数组
ArrayOfPoints points(number);
//通过指针访问数组元素的成员
points.Element(0).Move(5,10);
//通过指针访问数组元素的成员
points.Element(1).Move(15,20);
}
88
运行结果如下：
Please enter the number of points:2
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
89
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90
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 char[2][3];
char (*fp)[3];
fp
fp+1
fp[0][0]
fp[0][1]
fp[0][2]
fp[1][0]
fp[1][1]
fp[1][2]
91
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92
例 6-18动态创建多维数组
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ float (*cp)[9][8];
int i,j,k;
cp = new float[8][9][8];
for (i=0; i<8; i++)
for (j=0; j<9; j++)
for (k=0; k<9; k++)
*(*(*(cp+i)+j)+k)=i*100+j*10+k;
//通过指针访问数组元素动态存储分配
for (i=0; i<8; i++)
{ for (j=0; j<9; j++)
{ for (k=0; k<8; k++)
//将指针 cp作为数组名使用，
//通过数组名和下标访问数组元素
cout<<cp[i][j][k]<<" ";
cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
}
93
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94
动态存储分配函数
void *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,<cstdlib> 和 <cmalloc>
动态存储分配
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动态内存释放函数
void free( void *memblock );
参数 memblock：
指针，指向需释放的 内存。
返回值：无头文件,<cstdlib> 和 <cmalloc>
动态存储分配
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96
浅拷贝与深拷贝
浅拷贝
– 实现对象间数据元素的一一对应复制。
深拷贝
– 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
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97
例 6-20对象的浅拷贝
#include<iostream>
using namespace std;
class 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;
cin>>number;
ArrayOfPoints pointsArray1(number);
pointsArray1.Element(0).Move(5,10);
pointsArray1.Element(1).Move(15,20);
ArrayOfPoints pointsArray2(pointsArray1);
cout<<"Copy of pointsArray1:"<<endl;
cout<<"Point_0 of array2,"
<<pointsArray2.Element(0).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(0).GetY()<<endl;
cout<<"Point_1 of array2,"
<<pointsArray2.Element(1).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(1).GetY()<<endl;
98
pointsArray1.Element(0).Move(25,30);
pointsArray1.Element(1).Move(35,40);
cout<<"After the moving of pointsArray1:"<<endl;
cout<<"Point_0 of array2,"
<<pointsArray2.Element(0).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(0).GetY()<<endl;
cout<<"Point_1 of array2,"
<<pointsArray2.Element(1).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(1).GetY()<<endl;
}
99
运行结果如下：
Please enter the number of points:2
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Copy of pointsArray1:
Point_0 of array2,5,10
Point_1 of array2,15,20
After the moving of pointsArray1:
Point_0 of array2,25,30
Point_1 of array2,35,40
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
Deleting...
接下来程序出现异常，也就是运行错误。
100
拷贝前拷贝后
pointsArray1的数组元素占用的内存points
numberOfPoints
pointsArray1
points
numberOfPoints
pointsArray1
pointsArray1 的数组元素占用的内存
points
numberOfPoints
pointsArray2
101
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102
例 6-21对象的深拷贝
#include<iostream>
using namespace std;
class 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 Point[numberOfPoints];
for (int i=0; i<numberOfPoints; i++)
points[i].Move(pointsArray.Element(i).GetX(),
pointsArray.Element(i).GetY());
}
void main()
{ //同例 6-20 }
103
程序的运行结果如下：
Please enter the number of points:2
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Copy of pointsArray1:
Point_0 of array2,5,10
Point_1 of array2,15,20
After the moving of pointsArray1:
Point_0 of array2,5,10
Point_1 of array2,15,20
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
104
拷贝前
pointsArray1的数组元素占用的内存points
numberOfPoints
pointsArray1
拷贝后
points
numberOfPoints
pointsArray1
pointsArray1 的数组元素占用的内存
points
numberOfPoints
pointsArray2
105
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106
用字符数组存储和处理字符串字符数组的声明和引用例,static char
str[8]={112,114,111,103,114,97,109,0};
static char str[8]={'p','r','o','g','r','a','m','\0'};
static char str[8]="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
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107
例 6-22 输出一个字符串
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{
static char c[10]={'I',' ','a','m',' ','a',' ','b','o','y'};
int i;
for(i=0;i<10;i++)
cout<<c[i];
cout<<endl;
}
运行结果：
I am a boy
字符串
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108
例 6-23输出一个钻石图形
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ static char diamond[][5]={{' ',' ','*'},
{' ','*',' ','*'},{'*',' ',' ',' ','*'},
{' ','*',' ','*'},{' ',' ','*'}};
int i,j;
for (i=0;i<5;i++)
{ for(j=0;j<5 && diamond[i][j]!=0;j++)
cout<<diamond[i][j];
cout<<endl;
}
}
运行结果：
*
* *
* *
* *
*
字符串
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109
字符串的输入 /输出
方法
– 逐个字符输入输出
– 将整个字符串一次输入或输出例,char c[]="China";
cout<<c;
注意
– 输出字符不包括 '\0'
– 输出字符串时，输出项是字符数组名，
输出时遇到 '\0'结束。
– 输入多个字符串时，以空格分隔；输入单个字符串时其中 不能有空格。
字符串例如：
程序中有下列语句：
static char str1[5],str2[5],str3[5];
cin>>str1>>str2>>str3;
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
110
若改为：
static char str[13];
cin>>str;
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
111
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112
用字符数组存储和处理字符串注意！若有如下声明,
char a[4],*p1,*p2;
– 错误的,
a="abc";
cin>>p1;
– 正确的,
p1="abc";
p2=a; cin>>p2;
字符串
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113
整行输入字符串
cin.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 。
cin.get(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。
既不读取也不存储结束符 。
字符串
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114
整行输入字符串举例
#include <iostream>
using namespace std;
void main (void)
{ char city[80];
char state[80];
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
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115
运行结果
Beijing,China
City,Beijing Country,China
Shanghai,China
City,Shanghai Country,China
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116
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 <cstring>
字符串
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117
例 6.21 string类应用举例
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std ;
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;
cout<<"length 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;
cout<<"S2=S2+S1:"<<S2<<endl;
cout<<"length of S2:"<<S2.length()<<endl;
} 118
第六章 数组 指针与字符串清华大学 郑 莉
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2
本章主要内容
数组
指针
动态存储分配
指针与数组
指针与函数
字符串
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3
数组的概念数组 是具有一定 顺序关系 的若干 相同类型变量的集合体,组成数组的变量称为该数组的 元素 。
数组属于构造类型。
数组
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4
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 a[10];
表示 a 为整型数组，有 10个元素,a[0]...a[9]
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,a[0]=a[5]+a[7]-a[2*3]
数组名的构成方法与一般变量名相同。
数组
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5
例 6,1一维数组的声明与引用
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{ int A[10],B[10];
int i;
for(i=0;i<10;i++)
{
A[i]=i*2-1;
B[10-i-1]=A[i];
}
数组
for(i=0;i<10;i++)
{
cout<<"A["<<i
<<"]="<<A[i];
cout<<" B["<<i
<<"]="
<<B[i]<<endl;
}
}
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6
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 。
例如：具有 10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下：
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。
a[0] a[1] a[2] a[3] a[4] a[5] a[6] a[7] a[8] a[9]a
数组
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7
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。
例如,static int a[10]={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 a[10]={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
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8
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ int i;
static int f[20]={1,1}; //初始化第 0,1个数
for(i=2;i<20;i++) f[i]=f[i-2]+f[i-1]; //求第 2～ 19个数
for(i=0;i<20;i++) //输出，每行 5个数 //
{ if(i%5==0) cout<<endl;
cout.width(12); //设置输出宽度为 12
cout<<f[i];
}
}
例：用数组来处理求 Fibonacci数列问题
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9
例：用数组来处理求 Fibonacci数列问题运行结果：
1 1 2 3 5
8 13 21 34 55
89 144 233 377 610
987 1597 2584 4181 6765
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10
一维数组应用举例循环从键盘读入若干组选择题答案，
计算并输出每组答案的正确率，直到输入 ctrl+z为止。
每组连续输入 5个答案，每个答案可以是 'a'..'d'。
数组
#include <iostream>
using namespace std;
void main(void)
{ char key[ ] = {'a','c','b','a','d'};
char c;
int ques = 0,numques = 5,numcorrect = 0;
cout << "Enter the " << numques << " question tests:" << endl;
while (cin.get(c))
{ if (c != '\n')
if (c == key[ques])
{ numcorrect++;
cout << " ";
}
else cout << "*";
else
{ cout<< " Score "<<float(numcorrect)/numques*100<< "%";
ques = 0; // reset variables
numcorrect = 0;
cout << endl;
continue;
}
ques++;
}
} 11
运行结果：
acbba
** Score 60%
acbad
Score 100%
abbda
* ** Score 40%
bdcba
***** Score 0%
12
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13
二维数组的声明及引用数据类型 标识符 [常量表达式 1][常量表达式 2] …;
例,
int a[5][3];
表示 a为整型二维数组,其中第一维有 5
个下标 （ 0~4 ）,第 二 维 有 3 个下标
（ 0~2）,数组的元素个数为 15,可以用于存放 5行 3列的整型数据表格 。
数组
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存储顺序按行存放，上例中数组 a的存储顺序为：
二维数组的声明类型说明符 数组名 [常量表达式 ][常量表达式 ]
例如,float a[3][4];
a00 a01 a02 a03 a10 a11 a12 a13 a20 a21 a22 a23
a[0]——a00 a01 a02 a03
a[1]——a10 a11 a12 a13
a[2]——a20 a21 a22 a23
a可以理解为：
引用例如,b[1][2]=a[2][3]/2 下标不要越界二维数组的声明及引用数组
14
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将所有数据写在一个 {}内，按顺序赋值例如,static int a[3][4]={1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12};
分行给二维数组赋初值例如,static int a[3][4]={{1,2,3,4},{5,6,7,8},{9,10,11,12}};
可以对部分元素赋初值例如,static int a[3][4]={{1},{0,6},{0,0,11}};
二维数组的初始化数组
15
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16
数组作为函数参数
数组元素作实参，与单个变量一样。
数组名作参数，形、实参数都应是数组名，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
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17
例 6-2 使用数组名作为函数参数
主函数中初始化一个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 <iostream>
using namespace std;
void RowSum(int A[][4],int nrow)
{ int sum;
for (int i = 0; i < nrow; i++)
{
sum = 0;
for(int j = 0; j < 4; j++)
sum += A[i][j];
cout << "Sum of row " << i
<< " is " << sum << endl;
A[i][0]=sum;
}
} 18
void main(void)
{ int Table[3][4] =
{{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 << Table[i][j] << " ";
cout << endl;
}
RowSum(Table,3);
for (int i = 0; i < 3; i++)
cout << Table[i][0]
}
19
运行结果：
1 2 3 4
2 3 4 5
3 4 5 6
Sum of row 0 is 10
Sum of row 1 is 14
Sum of row 2 is 18
10 14 18
20
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21
对象数组
声明：
类名 数组名 [元素个数 ]；
访问方法：
通过下标访问数组名 [下标 ].成员名数组
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22
对象数组初始化
数组中每一个元素对象被创建时，系统都会调用类构造函数初始化该对象。
通过初始化列表赋值。
例：
Point A[2]={Point(1,2),Point(3,4)};
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
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23
数组元素所属类的构造函数
不声明构造函数，则采用默认构造函数。
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。
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。
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
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24
例 6-3 对象数组应用举例
//Point.h
#if !defined(_POINT_H)
#define _POINT_H
class 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<iostream>
using namespace std;
#include "Point.h"
Point::Point()
{ X=Y=0;
cout<<"Default Constructor called."<<endl;
}
Point::Point(int xx,int yy)
{ X=xx;
Y=yy;
cout<< "Constructor called."<<endl;
}
Point,:~Point()
{ cout<<"Destructor called."<<endl; }
void Point,:Move(int x,int y)
{ X=x; Y=y; }
25
#include<iostream>
#include "Point.h"
using namespace std;
int main()
{
cout<<"Entering main..."<<endl;
Point A[2];
for(int i=0;i<2;i++)
A[i].Move(i+10,i+20);
cout<<"Exiting main..."<<endl;
return 0;
}
26
运行结果：
Entering main...
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Exiting main...
Destructor called.
Destructor called.
27
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28
关于内存地址
内存空间的访问方式
– 通过变量名访问
– 通过地址访问
地址运算符,&
例：
int var;
则 &var 表示变量 var在内存中的起始地址
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29
声明例,static int i;
static int *i_pointer=&i;
指向整型变量的指针指针变量的概念概念指针,内存地址，用于间接访问内存单元指针变量：
用于存放地址的变量
2000 3
i_pointer *i_pointer
i
2000
内存用户数据区变量 i
变量 j
变量
i_pointer
3
6
2000
2000
2004
3010
引用例 1,i=3;
例 2,*i_pointer=3;
指针
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30
指针变量的初始化
语法形式存储类型 数据类型 *指针名＝初始地址；
例,int *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
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31
指针变量的赋值运算指针名 =地址
,地址”中存放的数据类型与指针类型必须相符。
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。
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,void *general;
指针
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32
例 6-5 指针的声明、赋值与使用
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ int *i_pointer; //声明 int型指针 i_pointer
int i; //声明 int型数 i
i_pointer=&i; //取 i的地址赋给 i_pointer
i=10; //int型数赋初值
cout<<"Output int i="<<i<<endl; //输出 int型数的值
cout<<"Output int pointer i="<<*i_pointer<<endl;
//输出 int型指针所指地址的内容
}
指针程序运行的结果是：
Output int i=10
Output int pointer i=10
33
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34
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() //void类型的函数没有返回值
{
pv = &i; //void类型指针指向整型变量
// void指针赋值给 int指针需要类型强制转换,
pint = (int *)pv;
}
指针
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35
指向常量的指针
不能通过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 。
例 1
char *name1 = "John"; //name1是一般指针
*name1='A'; //编译正确，运行出错
例 2
const char *name1 = "John"; //指向常量的指针
char s[]="abc";
name1=s; //正确,name1本身的值可以改变
*name1='1'; //编译时指出错误指针
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指针类型的常量
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"; //错误，指针常量值不能改变
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37
指针变量的算术运算
指针与整数的加减运算
– 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。
– 这种运算的结果值取决于指针指向的数据类型。
指针加一，减一运算
– 指向下一个或前一个数据。
– 例如,y=*px++ 相当于 y=*(px++)
(*和 ++优先级相同，自右向左运算 )
指针
pa
pa-2
pa-1
pa+1
pa+2
pa+3
*(pa-2)
*pa
*(pa+1)
*(pa+2)
*(pa+3)
*(pa-1)
short *pa
38
pb-1
pb
pb+1
pb+2
*(pb-1)
*pb
*(pb+1)
*(pb+2)
long *pb
39
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40
关系运算
– 指向相同类型数据的指针之间可以进行各种关系运算。
– 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。
– 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!=0
赋值运算
– 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。
指针变量的关系运算指针
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41
指向数组元素的指针
声明与赋值例,int a[10],*pa;
pa=&a[0]; 或 pa=a;
通过指针引用数组元素经过上述声明及赋值后：
– *pa就是 a[0],*(pa+1)就是 a[1],...,
*(pa+i)就是 a[i].
– a[i],*(pa+i),*(a+i),pa[i]都是等效的。
– 不能写 a++，因为 a是数组首地址是常量。
指针
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42
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：
– 使用数组名和下标
– 使用数组名和指针运算
– 使用指针变量指针
main()
{
int a[10];
int i;
for(i=0; i<10; i++)
cin>>a[i];
cout<<endl;
for(i=0; i<10; i++)
cout<<a[i];
}
使用数组名和下标
43
main()
{
int a[10];
int i;
for(i=0; i<10; i++)
cin>>a[i];
cout<<endl;
for(i=0; i<10; i++)
cout<<*(a+i);
}
使用数组名指针运算使用指针变量
main()
{
int a[10];
int *p,i；
for(i=0; i<10; i++)
cin>>a[i];
cout<<endl;
for(p=a; p<(a+10); p++)
cout<<*p;
}
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46
指针数组
数组的元素是指针型
例,Point *pa[2];
由 pa[0],pa[1]两个指针组成指针
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47
例 6-8 利用指针数组存放单位矩阵
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{ int line1[]={1,0,0}; //声明数组，矩阵的第一行
int line2[]={0,1,0}; //声明数组，矩阵的第二行
int line3[]={0,0,1}; //声明数组，矩阵的第三行
int *p_line[3]; //声明整型指针数组
p_line[0]=line1; //初始化指针数组元素
p_line[1]=line2;
p_line[2]=line3;
指针
//输出单位矩阵
cout<<"Matrix test:"<<endl;
for(int i=0;i<3;i++) //对指针数组元素循环
{
for(int j=0;j<3;j++) //对矩阵每一行循环
{ cout<<p_line[i][j]<<" "; }
cout<<endl;
}
}
输出结果为：
Matrix test:
1,0,0
0,1,0
0,0,1
48
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49
例 6-9 二维数组举例
#include <iostream>
using namespace std;
void main()
{ int array2[2][3]={{11,12,13},{21,22,23}};
for(int i=0;i<2;i++)
{ cout<<*(array2+i)<<endl;
for(int j=0;j<3;j++)
{ cout<<*(*(array2+i)+j)<<" ";
//或者 cout<<array2[i][j]<<" ";
}
cout<<endl;
}
}
指针在某次运行之后，程序的输出结果为：
0X0065FDE0
11,12,13
0X0065FDEC
21,22,23
50
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51
以指针作为函数参数
以地址方式传递数据，可以用来返回函数处理结果。
实参是数组名时形参可以是指针。
指针与函数
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52
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 <iostream>
using namespace std;
void splitfloat(float x,int *intpart,
float *fracpart)
{ //形参 intpart,fracpart是指针
*intpart = int(x); // 取 x的整数部分
*fracpart = x - *intpart; //取 x的小数部分
}
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 < 3; i++)
{
cin >> x;
splitfloat(x,&n,&f); //变量地址做实参
cout << "Integer Part is " << n
<< " Fraction Part is " << f << endl;
}
} 53
运行结果：
Enter three (3) floating point numbers
4.7
Integer Part is 4 Fraction Part is 0.7
8.913
Integer Part is 8 Fraction Part is 0.913
-4.7518
Integer Part is -4 Fraction Part is -0.7518
54
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例,输出数组元素的内容和地址
#include <iostream>
#include <iomanip>
using namespace std;
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 list[5] = {50,60,70,80,90};
cout << "In main,address of array is "
<< unsigned long(list) << endl;
cout << endl;
Array_Ptr(list,5);
}
运行结果：
In main,address of array is 6684132
In func,address of array is 6684132
Accessing 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
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58
指向常量的指针做形参
#include<iostream>
using namespace std;
const int N=6;
void print(const int *p,int n);
void main()
{ int array[N];
for(int i=0;i<N;i++)
cin>>array[i];
print(array,N);
}
指针
void print(const int *p,int n)
{
cout<<"{"<<*p;
for(int i=1;i<n;i++)
cout<<"."<<*(p+i);
cout<<"}"<<endl;
}
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60
指针型函数当函数的返回值是地址时，该函数就是指针形函数。
声明形式存储类型 数据类型 *函数名 ()
指针与函数
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61
声明形式存储类型 数据类型 (*函数指针名 )();
含义：
– 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
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62
例 6-11函数指针
#include <iostream>
using namespace std;
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);
}
63
void print_stuff(float data_to_ignore)
{ cout<<"This is the print stuff function.\n"; }
void print_message(float list_this_data)
{ cout<<"The data to be listed is "
<<list_this_data<<endl;
}
void print_float(float data_to_print)
{ cout<<"The data to be printed is "
<<data_to_print<<endl;
}
64
运行结果：
This is the print stuff function.
This is the print stuff function.
The data to be listed is 6.283180
The data to be listed is 13.000000
The data to be printed is 3.141590
The data to be printed is 3.141590
65
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66
对象指针的一般概念
声明形式类名 *对象指针名；
例
Point A(5,10);
Piont *ptr;
ptr=&A;
通过指针访问对象成员对象指针名 ->成员名
ptr->getx() 相当于 (*ptr).getx();
指针
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67
对象指针应用举例
int main()
{
Point A(5,10);
Point *ptr;
ptr=&A;
int x;
x=ptr->GetX();
cout<<x<<endl;
return 0;
}
指针
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68
曾经出现过的错误例子
class Fred; //前向引用声明
class Barney {
Fred x; //错误：类 Fred的声明尚不完善
};
class Fred {
Barney y;
};
指针
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69
正确的程序
class Fred; //前向引用声明
class Barney {
Fred *x;
};
class Fred {
Barney y;
};
指针
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70
this指针
隐含于每一个类的成员函数中的特殊指针。
明确地指出了成员函数当前所操作的数据所属的对象。
– 当通过一个对象调用成员函数时，系统先将该对象的地址赋给 this指针，然后调用成员函数，成员函数对对象的数据成员进行操作时，就隐含使用了 this指针。
指针
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71
this指针例如,Point类的构造函数体中的语句：
X=xx;
Y=yy;
相当于：
this->X=xx;
this->Y=yy;
指针
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72
指向类的非静态成员的指针
通过指向成员的指针只能访问公有成员
声明指向成员的指针
– 声明指向公有数据成员的指针类型说明符 类名,:*指针名；
– 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
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73
指向类的非静态成员的指针
指向数据成员的指针
– 说明指针应该指向哪个成员指针名 =&类名,:数据成员名；
– 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
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74
指向类的非静态成员的指针
指向函数成员的指针
– 初始化指针名 =类名,:函数成员名；
– 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
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75
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() //主函数
{ Point A(4,5); //声明对象 A
Point *p1=&A; //声明对象指针并初始化
//声明成员函数指针并初始化
int (Point::*p_GetX)()=Point::GetX;
//（ 1）使用成员函数指针访问成员函数
cout<<(A.*p_GetX)()<<endl;
//（ 2）使用对象指针访问成员函数
cout<<(p1->GetX)()<<endl;
//（ 3）使用对象名访问成员函数
cout<<A.GetX()<<endl;
}
指针
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76
指向类的静态成员的指针
对类的静态成员的访问不依赖于对象
可以用普通的指针来指向和访问静态成员
例 6-14
– 通过指针访问类的静态数据成员
例 6-15
– 通过指针访问类的静态函数成员指针
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77
例 6-14通过指针访问类的静态数据成员
#include <iostream>
using namespace std;
class Point //Point类声明
{public,//外部接口
Point(int xx=0,int yy=0) {X=xx;Y=yy;countP++;}//构造函数
Point(Point &p); //拷贝构造函数
int GetX() {return X;}
int GetY() {return Y;}
static int countP; //静态数据成员引用性说明
private,//私有数据成员
int X,Y;
};
Point::Point(Point &p)
{ X=p.X; Y=p.Y; countP++; }
int Point::countP=0; //静态数据成员定义性说明指针
void main() //主函数
{ //声明一个 int型指针，指向类的静态成员
int *count=&Point::countP;
Point A(4,5); //声明对象 A
cout<<"Point A,"<<A.GetX()<<","<<A.GetY();
//直接通过指针访问静态数据成员
cout<<" Object id="<<*count<<endl;
Point B(A); //声明对象 B
cout<<"Point B,"<<B.GetX()
<<","<<B.GetY();
//直接通过指针访问静态数据成员
cout<<" Object id="<<*count<<endl;
} 78
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79
例 6-15通过指针访问类的静态函数成员
#include <iostream>
using namespace std;
class Point //Point类声明
{ public,//外部接口
//其它函数略
static void GetC() //静态函数成员
{cout<<" Object id="<<countP<<endl;}
private,//私有数据成员
int X,Y;
static int countP; //静态数据成员引用性说明
};
// 函数实现略
int Point::countP=0; //静态数据成员定义性说明指针
void main() //主函数
{
//指向函数的指针，指向类的静态成员函数
void (*gc)()=Point::GetC;
Point A(4,5); //声明对象 A
cout<<"Point A,"<<A.GetX()<<","<<A.GetY();
gc(); //输出对象序号，通过指针访问静态函数成员
Point B(A); //声明对象 B
cout<<"Point B,"<<B.GetX()<<","<<B.GetY();
gc(); //输出对象序号，通过指针访问静态函数成员
}
80
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81
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，并依初值列表赋以初值。
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
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82
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
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83
例 6-16 动态创建对象举例
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{ public:
Point()
{ X=Y=0; cout<<"Default Constructor called.\n";}
Point(int xx,int yy)
{ X=xx; Y=yy; cout<< "Constructor called.\n"; }
~Point() { cout<<"Destructor 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()
{ cout<<"Step One:"<<endl;
Point *Ptr1=new Point;
delete Ptr1;
cout<<"Step Two:"<<endl;
Ptr1=new Point(1,2);
delete Ptr1;
return 0;
}
运行结果：
Step One:
Default Constructor called.
Destructor called.
Step Two:
Constructor called.
Destructor called,84
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85
例 6-17动态创建对象数组举例
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{ //类的声明同例 6-16，略 };
int main()
{ Point *Ptr=new Point[2]; //创建对象数组
Ptr[0].Move(5,10); //通过指针访问数组元素的成员
Ptr[1].Move(15,20); //通过指针访问数组元素的成员
cout<<"Deleting..."<<endl;
delete[ ] Ptr; //删除整个对象数组
return 0;
}
动态存储分配运行结果：
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
86
例 6-18动态数组类
#include<iostream>
using namespace std;
class Point
{ //类的声明同例 6-16 … };
class ArrayOfPoints
{ public:
ArrayOfPoints(int n)
{ numberOfPoints=n; points=new Point[n]; }
~ArrayOfPoints()
{ cout<<"Deleting..."<<endl;
numberOfPoints=0; delete[] points;
}
Point& Element(int n)
{ return points[n]; }
private:
Point *points;
int numberOfPoints;
}; 87
void main()
{
int number;
cout<<"Please enter the number of
points:";
cin>>number;
//创建对象数组
ArrayOfPoints points(number);
//通过指针访问数组元素的成员
points.Element(0).Move(5,10);
//通过指针访问数组元素的成员
points.Element(1).Move(15,20);
}
88
运行结果如下：
Please enter the number of points:2
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
89
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90
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 char[2][3];
char (*fp)[3];
fp
fp+1
fp[0][0]
fp[0][1]
fp[0][2]
fp[1][0]
fp[1][1]
fp[1][2]
91
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92
例 6-18动态创建多维数组
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ float (*cp)[9][8];
int i,j,k;
cp = new float[8][9][8];
for (i=0; i<8; i++)
for (j=0; j<9; j++)
for (k=0; k<9; k++)
*(*(*(cp+i)+j)+k)=i*100+j*10+k;
//通过指针访问数组元素动态存储分配
for (i=0; i<8; i++)
{ for (j=0; j<9; j++)
{ for (k=0; k<8; k++)
//将指针 cp作为数组名使用，
//通过数组名和下标访问数组元素
cout<<cp[i][j][k]<<" ";
cout<<endl;
}
cout<<endl;
}
}
93
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动态存储分配函数
void *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,<cstdlib> 和 <cmalloc>
动态存储分配
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动态内存释放函数
void free( void *memblock );
参数 memblock：
指针，指向需释放的 内存。
返回值：无头文件,<cstdlib> 和 <cmalloc>
动态存储分配
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96
浅拷贝与深拷贝
浅拷贝
– 实现对象间数据元素的一一对应复制。
深拷贝
– 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
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97
例 6-20对象的浅拷贝
#include<iostream>
using namespace std;
class 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;
cin>>number;
ArrayOfPoints pointsArray1(number);
pointsArray1.Element(0).Move(5,10);
pointsArray1.Element(1).Move(15,20);
ArrayOfPoints pointsArray2(pointsArray1);
cout<<"Copy of pointsArray1:"<<endl;
cout<<"Point_0 of array2,"
<<pointsArray2.Element(0).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(0).GetY()<<endl;
cout<<"Point_1 of array2,"
<<pointsArray2.Element(1).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(1).GetY()<<endl;
98
pointsArray1.Element(0).Move(25,30);
pointsArray1.Element(1).Move(35,40);
cout<<"After the moving of pointsArray1:"<<endl;
cout<<"Point_0 of array2,"
<<pointsArray2.Element(0).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(0).GetY()<<endl;
cout<<"Point_1 of array2,"
<<pointsArray2.Element(1).GetX()
<<","<<pointsArray2.Element(1).GetY()<<endl;
}
99
运行结果如下：
Please enter the number of points:2
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Copy of pointsArray1:
Point_0 of array2,5,10
Point_1 of array2,15,20
After the moving of pointsArray1:
Point_0 of array2,25,30
Point_1 of array2,35,40
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
Deleting...
接下来程序出现异常，也就是运行错误。
100
拷贝前拷贝后
pointsArray1的数组元素占用的内存points
numberOfPoints
pointsArray1
points
numberOfPoints
pointsArray1
pointsArray1 的数组元素占用的内存
points
numberOfPoints
pointsArray2
101
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102
例 6-21对象的深拷贝
#include<iostream>
using namespace std;
class 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 Point[numberOfPoints];
for (int i=0; i<numberOfPoints; i++)
points[i].Move(pointsArray.Element(i).GetX(),
pointsArray.Element(i).GetY());
}
void main()
{ //同例 6-20 }
103
程序的运行结果如下：
Please enter the number of points:2
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Default Constructor called.
Copy of pointsArray1:
Point_0 of array2,5,10
Point_1 of array2,15,20
After the moving of pointsArray1:
Point_0 of array2,5,10
Point_1 of array2,15,20
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
Deleting...
Destructor called.
Destructor called.
104
拷贝前
pointsArray1的数组元素占用的内存points
numberOfPoints
pointsArray1
拷贝后
points
numberOfPoints
pointsArray1
pointsArray1 的数组元素占用的内存
points
numberOfPoints
pointsArray2
105
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106
用字符数组存储和处理字符串字符数组的声明和引用例,static char
str[8]={112,114,111,103,114,97,109,0};
static char str[8]={'p','r','o','g','r','a','m','\0'};
static char str[8]="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
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例 6-22 输出一个字符串
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{
static char c[10]={'I',' ','a','m',' ','a',' ','b','o','y'};
int i;
for(i=0;i<10;i++)
cout<<c[i];
cout<<endl;
}
运行结果：
I am a boy
字符串
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例 6-23输出一个钻石图形
#include<iostream>
using namespace std;
void main()
{ static char diamond[][5]={{' ',' ','*'},
{' ','*',' ','*'},{'*',' ',' ',' ','*'},
{' ','*',' ','*'},{' ',' ','*'}};
int i,j;
for (i=0;i<5;i++)
{ for(j=0;j<5 && diamond[i][j]!=0;j++)
cout<<diamond[i][j];
cout<<endl;
}
}
运行结果：
*
* *
* *
* *
*
字符串
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109
字符串的输入 /输出
方法
– 逐个字符输入输出
– 将整个字符串一次输入或输出例,char c[]="China";
cout<<c;
注意
– 输出字符不包括 '\0'
– 输出字符串时，输出项是字符数组名，
输出时遇到 '\0'结束。
– 输入多个字符串时，以空格分隔；输入单个字符串时其中 不能有空格。
字符串例如：
程序中有下列语句：
static char str1[5],str2[5],str3[5];
cin>>str1>>str2>>str3;
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
110
若改为：
static char str[13];
cin>>str;
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
111
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用字符数组存储和处理字符串注意！若有如下声明,
char a[4],*p1,*p2;
– 错误的,
a="abc";
cin>>p1;
– 正确的,
p1="abc";
p2=a; cin>>p2;
字符串
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整行输入字符串
cin.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 。
cin.get(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。
既不读取也不存储结束符 。
字符串
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整行输入字符串举例
#include <iostream>
using namespace std;
void main (void)
{ char city[80];
char state[80];
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
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运行结果
Beijing,China
City,Beijing Country,China
Shanghai,China
City,Shanghai Country,China
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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 <cstring>
字符串
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例 6.21 string类应用举例
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std ;
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;
cout<<"length 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;
cout<<"S2=S2+S1:"<<S2<<endl;
cout<<"length of S2:"<<S2.length()<<endl;
} 118
