C++ 复合类型

本章主要讲的各种符合类型如数组、结构体、联合体等等，大学学过C语言，所以很多比较熟悉，所以本章还是记录一些比较容易遗漏、遗忘的细节。

1.数组

• 只有在定义数组时才能初始化，不能将一个数组赋给另一个数组：

int cards[4] = {3,6,8,10};  //没问题
int hand[4];                //没问题
hand[4] = {5,6,7,8}         //不可以
hand = cards;               //不可以

• 如果初始化时方括号内为空时，C++编译器将计算元素个数，例如:

short things[] = {1,2,3,4};

2.字符串

• C-风格字符串具有一种特殊的性质：以空字符结尾，空字符被写作\0，其ASCII码为0，用来标记字符串的结尾，例如：

char dog[4] = {'a','b','c','d'};//不是字符串
char cat[4] = {'a','b','c','\0'};//是字符串

• 字符串常量（==在确定存储字符串所需最短数组时，别忘了结尾的空字符==）

char bird[11] = "hahaha";//\0被自动填充了进去了
char fish[] = "bubbles";//让编译器计算数量

• 标准头文件cstring提供了该函数以及很多字符串相关的函数声明。
• sizeof运算符计算整个数组的长度，strlen函数返回的是存储在数组中的字符串的长度，并且strlen只计算可见的字符，不把空字符计算在内,例如：

char b[10] = {'h','a','h','a','\0','h'};
std::cout << "blen=" << strlen(b) << std::endl;//输出4，strlen计算到第一个空字符为止

3.string类

• 要使用string类，必须在程序中包含头文件string.string类位于命名空间std中，因此必须提供一条using编译指令或者使用std::string来引用它。string对象相比字符串更方便、安全。
• 使用数组时，是无法将一个数组赋给另一个数组的，但是可以将一个string对象赋给另一个string对象。string类简化了字符串合并操作，可以使用+将两个字符串拼接，也可以使用+=。

4.结构体

• 先简单记下语法：

struct inflatable{
    char name[20];
    float volume;
    double price;
};//以上是声明结构体类型

//以下是声明结构体变量
struct inflatable goose;//c语言，要求不能省略struct关键字
inflatable vincent;//c++可以省略struct关键字

/以下声明结构体数组
inflatable guests[2] = {
    {"Bambi",0.5,1999.91},
    {"Godzilla",2000,567.99}
};

5.共用体(联合体)

• 共用体是一种数据格式，它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。

union one4all{
    int int_val;
    float float_val;
    double double_val;
};

int main() {
    using namespace std;
    one4all pail;
    pail.int_val = 4;
    cout << "pail.int_val = " << pail.int_val << endl;//输出pail.int_val = 4
    cout << "pail.float_val = " << pail.float_val << endl;//输出pail.float_val = 5.60519e-45，输出的数字是无意义的
    return 0;
}

• 共用体每次只能存储一个值，因为它必须有足够的空间来存储最大的成员。所以，共用体的长度为其最大成员的长度。
• 匿名共用体，如：

struct widget{
    char brand[20];
    int type;
    union{
        long id_num;
        char id_chars[20];
    }
}
...
widget prize;
...
if(prize.type == 1){
    cin >> prize.id_num;
}else {
    cin >> prize.id_chars;
}

6.枚举

• 声明枚举的语法如下:

enum spectrum {red,orange,yellow,green,blue};//默认red=0,orange=1依次类推

• 对于枚举，只定义了赋值运算符，没有定义算数运算，代码如下:

enum spectrum {red,orange,yellow,green,blue};

int main() {
    using namespace std;
    spectrum band = red;
    ++band;
    cout << "band:" << band << endl;//报错:error: cannot increment expression of enum type 'spectrum'
    band = red + orange;
    cout << "band:" << band << endl;//报错:error: assigning to 'spectrum' from incompatible type 'int'
    return 0;
}

• 枚举量是整形，可被提升为int，但int类型不能自动转化为枚举类型：

int color = blue;
band = 3;           //报错
color = 3 + red;    //没问题

• 设置枚举量的值：

enum bits {one =1,tow=2,four=4,eight=8};
enum bits2 {first ,second = 200,third};//third为201

7.指针和自由存储空间

这里只是简单介绍了指针，关于指针的种种会贯穿整本书，指针就是C/C+与Java/C#等其他高级语言的区别，大学毕业找工作的时候使劲看了一段时间指针，现在算是拾遗，本节内容比较简单，所以还是罗列一些小细节，对于对指针不熟悉的读者，建议着重看下这块。

• 指针是一个变量，起存储的是值的地址，而不是值本身。对于变量使用地址运算符(&)，就可以获取它的位置。*运算符被称为间接值或解除引用运算符，将其应用于指针，可以得到该地址处存储的值。如：

int val = 10;
int *pt = &val;//pt为val对应的地址
int val2 = *pt;//val2等于10，将指针pt指向的值赋给val2

• C+中创建指针时，计算机将分配存储地址的内存，但不会分配用来存储指针指向的数据的内存。为数据提供空间是一个独立的步骤，忽略这一步是错误的，如：

long *fellow;
*fellow = 23233;//fellow指向哪里没有明确，可能会引发一些古怪的问题，因为你修改了一块你也不知道在哪的内存的值

• 指针不是整形，但是计算机通常把地址当做整数来处理，但不可以直接将整数赋给一个指针，但可以通过强制类型转换来赋值，如:

int *pt;
pt = 0xB8000000;//错误，编译器提示类型不匹配
pt = (int*)0xB8000000;//正确

• c语言中使用库函数malloc函数分配内存；c++中也有这个函数，但更好的方式是用new运算符。new分配的内存块通常与常规变量声明分配的内存块不同。变量一般分配在栈(stack)中，new从堆(heap)或者自由存储区中分配内存。与new对应的运算符是delete，用来释放new分配的内存。一般来说不要创建两个指向同一块内存的指针，因为这将增加错误地删除同一块内存两次的可能性。示例代码如：

//整形变量
int *ps = new int;
delete ps;
//整形数组
int *pss = new int[10];
delete [] pss;

• 值为0的被称为空指针，对空指针使用delete是安全的。
• 将sizeof运算符用于数组名时，将返回整个数组的长度（单位为字节）,如下:

int main() {
    using namespace std;
    int *pt = new int[10];
    int array[10];
    cout << "int size:" << sizeof(int) << endl;//输出为4
    cout << "pt size:" << sizeof(pt) << endl;//在我的MAC64位上输出8，32位机器应该是4
    cout << "array size:" << sizeof(array) << endl;//输出40
    delete [] pt;
    return 0;
}

• C++有3中管理数据内存的方式：自动存储、静态存储和动态存储。C+11新增了线程存储（估计和java的threadlocal差不多，等看到时候再说~）。在函数内定义的常规变量使用自动存储，通常存储在栈上，函数被调用时产生，函数结束时消亡回收。静态存储是在整个程序执行期间都存在的存储方式，使变量成为静态的方式有两种：一种是在函数外声明变量；另一种是在声明变量时使用static。动态存储就是new、delete这套，变量存储在堆上。

8.数组的替代品

• 模板类vector，使用它需要包含头文件vector，其也在std命名空间中，如下：

#include <vector>
...
using namespace std;
vector<int> vi;

• vector功能强大，但是效率低。数组长度固定，并且不安全，存在数组越界的情况，因此数目固定的话，可以考虑使用array模板类，长度固定，内存分配在栈上。vector和array都有at方法，可避免数组越界，但是效率较低，也支持索引访问元素，代码如下：

int a[200];
a[-2] = 5;//非法
a[200] = 1;//非法，数组越界
a.at[200] = 1;//非法，程序将中断而不是继续运行下去

这篇总结就到这了，第四章说了不少概念，但都比较浅，后面会继续深入的。