C++快速入门 (五) 数组 和 字符串

一. 数组

(1). 内存中对象的存储

C++环境下 向内存中存储对象 就像是 向弹夹里装子弹，压进去一个然后在压进去另一个，抓到哪个子弹装哪个，是无序的，而有时，我们需要有序的存储一组相同类型的对象，可以通过封装成某种结构体，也可以使用更简单（看上去是）的数组。

数组能实现有序的存储，是用了一个投机取巧的方法，就是将所有成员所需要的内存大小一起申请，然后一次“压”进内存

(2). 声明数组

因为数组是一次申请所有元素占用内存大小的总和，所以在声明数组时，必须要确定其大小，要么说明数组有几个什么类型的元素，要么直接告诉数组要存储的元素是什么

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int array01[] = {1,2,3};

int array02[3] = {};

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(3). 访问数组元素

C++可以使用一种叫做下标（有些书上叫索引）的东西访问数组的元素，下标 以 0 表示数组的第一个元素，1表示第二个元素，n表示数组的第n个元素（如果它存在的话）

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int array01[] = {10,20,30};

cout << array01[0];  //10

cout << array01[1];  //20

cout << array01[2];  //30

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"猥琐"点的现在就会想，如果再向后读一个int长度( array01[2+1] )会怎样？ 好吧，它会非常老实的向后再读取一个int长度的内存并显示其值，有99.9的可能该内存区间保存的并不会是一个int，即便是int这个值对我们来说也毫无意义。 奇妙的是 即便这样超出索引调用其他对象的内容编译器也不会报错。

(4). 指针运算

数组名默认引用数组的第一个元素， 当使用下标引用元素时, 实际上它会按照如下的公式进行计算

• 变量名（保存的首元素地址）+ 下标 * 元素类型长度  

即便我们使用下标获取 第一个元素 array[0] , 也会按照上边的公式计算（假设为 int 类型数组 / 32位处理器）

• array首元素地址 + 0 * 4

这种直接操作内存地址 恰恰是指针所具备的功能, 实际上 在C++语言级，当使用下标引用元素时，可以将其看成是指针。

既然是指针，那假设有两个变量 a，b 可不可以在已知变量 a 的地址，和两个变量地址差值 ,通过运算让指针正确的指向 b ?，当然是可以的， 但这样做危险且实际意义不大

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    int a = 10,b = 10086;

    int x = (( int )&a) - ((int )&b);

    int *p = &a;

    int k = (x/4);

    cout << "变量 | b=" << b << " , 变量地址:" << &b << endl;

    cout << "指针 | b=" << *(p-k)  << " , 指针指向:" << (p-k) << endl;

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虽然在语言级，下标具有指针的特性，但本质上两个是不同的东西， 这点 一定要明确。

(5). 数组的边界检查

很遗憾, 数组本身不提供边界检测，甚至不能查询数组中的元素个数，所以要遍历数组时, 需要声明常量来保存数组元素个数

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    const int array_size = 3;

    int array01[array_size] = {11,22,33};

    for (int i =0; i < array_size; i++)

    {

        cout << array01[i] << endl;

    }

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或许你已经想到了另一种获取数组元素个数的方法，对咧～ 就是 "先称了一个，又称了一堆，做了个除法~"

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const int array_size = sizeof(array01)/ sizeof ( int );

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[sizeof()用于过去类型大小]

二. 字符串

(1). 字符 和 字符数组

当我们输入并显示字符, 计算机做了如下工作：

• 查看我们输入的数字（没错是数字），再根据输入的数字在"字典中"找到并显示对应的某个字符的矢量图

[ 要进一步了解计算机如何显示文字，可以读这篇文章，顺便告诉我美人鱼你选A还是B ] 

充当"字典"的最早叫 ASCII码表, ASCII的映射条目数只有127个。由于映射条目数太少， 很多语言肯定表示不了（如中文），于是就出现了 Unicode。

根据 Unicode 陆续出了很多版本的编码 如 UTF-8（变长）， UTF-16 ， UTF-32，可以映射的条目越来越多，对应的 每个字符占用的空间越大，

UTF-8是变长编码，既字符可以占一个字节，也可以是两个或三个字节。利于网络传输，因为它不会像定长编码( 如 UTF-16 每个字符固定占两个字节 )，一旦传输中丢了一个字节数据，后边的文字都会悲剧（乱码）。

C++ 中用 char（一个字节）表示 ，用 wchar_t（两个字节） 来表示 Unicode（一般为UTF-16）。 

[Java中 char 是两个字节，Linux下wchar_t是四个字节，对应utf-32]

(2). 字符串

由于字符串都是变长的（天知道你要写多少个字），所以 C/C++ 用一个特殊的字符“\0”来标识字符串结束位。

(3). 字符数组

字符数组就是其元素为表示字符类型的数组，这个没什么好说的，只是注意一点。当使用 字面值字符串常量 来初始化字符串时，末尾会有 字符串结束标记“\0” 

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    char array01[] = "hello" ;

    const int array_size = sizeof (array01)/sizeof ( char);

    cout << array_size << endl; // 6

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(4). 指向 字面值字符串常量 的指针

当如下声明一个指针时，

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char *p = "hello";

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直接编译会报错，编译器非要你将指针设置为常量指针才罢休。其实 当指针指向 字面值字符串常量时，而该字符串会存储在 运行环境中一个叫 只读存储区 的内存空间里，该区域的内容均不能修改。所以 *p也就变成了前边说过的 指向常量的非常量指针

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char const *p = "hello";

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(5). string

C++中，将 传统的字符串封装成了一个新的类型 string，该类型提供了很多函数可以很方便的操作字符串，具体可以 看这里 。

[ Java，C# 中直接 string设置为内置类型，其在语言级就是字符串，并且是不可变的  ]

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作者：meiwm

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