高程 | 数组、指针与字符串（c++）

文章目录

📚数组
- 🐇数组的概念
- 🐇数组的声明与使用
- 🐇数组的存储与初始化
- 🐇数组作为函数参数
- 🐇对象数组
📚指针
- 🐇内存空间的访问方式
- 🐇指针变量的声明
- 🐇指针运算
- 🐇指针的赋值
- 🐇指向常量的指针
- 🐇指针类型的常量
- 🐇用指针处理数组元素
- 🐇指针数组
- 🐇用指针作为函数参数
- 🐇指针类型的函数
- 🐇指向函数的指针
- 🐇对象指针
📚动态内存分配
- 🐇必要性
- 🐇new和delete
- 🐇动态创建多维数组
📚用vector创建数组对象
📚深拷贝与浅拷贝
📚字符串

📚数组

🐇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。

🐇数组的声明与使用

声明
使用
- 数组元素必须先声明，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]、b[1][2]=a[2][3]/2。
- 下标值不得超过声明时所确定的上下界。

🐇数组的存储与初始化

🥕一维数组
- 一维数组的存储：数组元素在内存中顺次存放，它们的地址是连续的。
- 一维数组的初始化：可以在定义数组的同时赋给初值。
🥕二维数组
- 二维数组的存储
- 二维数组的初始化

🐇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（实质上是地址）。
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。

🐇对象数组

声明：类名数组名[元素个数]；
访问：数组名[下标].成员名
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（调用缺省构造函数）。
数组元素所属类的构造函数
- 不声明构造函数，则采用缺省构造函数。
- 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。

📚指针

C语言指针详解，30分钟玩转C语言指针
【动画教程】C语言指针动画演示

🐇内存空间的访问方式

通过变量名访问
通过地址访问

🐇指针变量的声明

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。

🐇指针运算

*称为指针运算符，是一个一元操作符，表示指针所指向的对象的值。
&称为取地址运算符，也是一个一元操作符，是用来得到一个对象的地址。
指针变量的运算
- 指针变量的算术运算
  - 这种运算的结果取决于指针指向的数据类型
- 指针变量的关系运算&赋值运算

🐇指针的赋值

指针变量的初始化
- 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声明过，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。@野指针详解
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; ，不能声明void类型的变量。

🐇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。

🐇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。

const int * p1 和 int * const p2的区别是什么❓
- const int * p1 声明了一个指向整型常量的指针p1，因此不能通过指针p1来改变它所指向的整型值；
- int * const p2声明了一个指针型常量，用于存放整型变量的地址，这个指针一旦初始化后，就不能被重新赋值了。

定义一个整型变量a，一个整型指针p，一个引用r，通过p把a的值改为10，通过r把a的值改为5❓
```
void main()
{int a;int *p = &a;int &r = a;*p = 10;r = 5;
}
```

🐇用指针处理数组元素

声明与赋值
- int a[10], *pa; pa=&a[0]; 或pa=a;
- 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。

🐇指针数组

数组的元素是指针型
指针数组VS二维数组

🐇用指针作为函数参数

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。

指向常量的指针做形参（不通过指针改变指针所指向对象的内容）

#include<iostream>
using namespace std;
const int N = 6;
void print(const int *p, int n);
int main() 
{int array[N]; for (int i = 0; i < N; i++)    cin>>array[i];  print(array, N);  return 0;
}
void print(const int *p, int n) {  cout << "{ " << *p;  for (int i = 1; i < n; i++)     cout << ", " << *(p+i);  cout << " }" << endl;
}

🐇指针类型的函数

若函数的返回值是地址，该函数就是指针类型的函数。
声明形式：存储类型数据类型 *函数名()
注意
- 不要将非静态局部地址用作函数的返回值。
- 返回的指针要确保在主调函数中是有效、合法的地址。
  - 例1：主函数中定义的数组，在子函数中对该数组元素进行某种操作后，返回其中一个元素的地址，这就是合法有效的地址
  - 例2：在子函数中定义局部变量后将其地址返回给主函数，就是非法地址
  - 例3：在子函数中通过动态内存分配new操作取得的内存地址返回给主函数是合法有效的，但是内存分配和释放不在同一级别，要注意不能忘记释放，避免内存泄漏

🐇指向函数的指针

声明形式：存储类型数据类型 (*函数指针名)();
函数指针指向的是程序代码存储区。
典型用途——实现函数回调通过函数指针调用函数。
- 例如将函数的指针作为参数传递给一个函数，使得在处理相似事件的时候可以灵活的使用不同的方法。
- 调用者不关心谁是被调用者。它只需知道存在一个具有特定原型和限制条件的被调用函数。与函数名具有相同的作用。

🐇对象指针

声明形式：类名 *对象指针名；
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();
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。
C++类和对象的使用之对象指针

📚动态内存分配

动态内存分配（详解版）

🐇必要性

数组可以对大量的数据和对象进行有效管理，但很多情况下，程序运行之前并不能确切知道数组中元素的个数。
动态内存分配技术：保证程序在运行过程中按实际需要申请适量内存，且在使用结束后进行释放。

🐇new和delete

动态申请内存操作符new
- new 数据类型T（初始化参数列表），int * point = new int();。
- 功能：在程序执行期间，申请用于存放T类型变量/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：抛出异常。
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。
- 注意：New分配的内存必须用delete加以释放。

🐇动态创建多维数组

new 类型名T[第1维长度][第2维长度]…；
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。

📚用vector创建数组对象

使用vector创建数组对象
为什么需要vector？
- 将动态数组封装，自动创建和删除数组下标越界检查
vector动态数组对象的定义
- vector<元素类型> 数组对象名(数组长度);
- 例：vector<int> arr(5)，建立大小为5的int数组
对数组元素的引用
- 与普通数组具有相同形式：数组对象名 [ 下标表达式 ]
- 但vector数组对象名不表示数组首地址
获得数组长度
- 用size函数
- 数组对象名.size()