C++教程 第5页

C++ 数据结构 C/C++ 数组允许定义可存储相同类型数据项的变量，但是结构是 C++ 中另一种用户自定义的可用的数据类型，它允许您存储不同类型的数据项。 结构用于表示一条记录，假设您想要跟踪图书馆中书本的动态，您可能需要跟踪每本书的下列属性： Title Author Subject Book ID 定义结构 为了定义结构，您必须使用 struct 语句。struct 语句定义了一个包含多个成员的新的数据类型，struct 语句的格式如下： struct [structure tag]{ member definition; member definition; ... member definition; }[one or more structure variables]; structure tag 是可选的，每个 member definition 是标准的变量定义，比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的变量定义。在结构定义的末尾，最后一个分号之前，您可以指定一个或多个结构变量，这是可选的。下面是声明 Book 结构的方式： struct Books{ char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; }book; 访问结构成员 为了访问结构的成员，我们使用成员访问运算符（.）。成员访问运算符是结构变量名称和我们要访问的结构成员之间的一个句号。您可以使用 struct 关键字来定义结构类型的变量。下面的实例演示了结构的用法： #include <iostream> #include <cstring> using namespace std; struct Books{ char title[50]; char author[50]; char subject[100]; int book_id; }; int main(){ struct Books Book1; // 声明 Book1，类型为 Book struct Books Book2; // 声明 Book2，类型为 Book // Book1 详述 strcpy( Book1.title, "Learn C++ Programming"); strcpy( Book1.author, "Chand Miyan"); strcpy( Book1.subject, "C++ Programming"); Book1.book_id = 6495407; // Book2 详述 strcpy( Book2.title,...

C++ 数据抽象 数据抽象是指，只向外界提供关键信息，并隐藏其后台的实现细节，即只表现必要的信息而不呈现细节。 数据抽象是一种依赖于接口和实现分离的编程（设计）技术。 让我们举一个现实生活中的真实例子，比如一台电视机，您可以打开和关闭、切换频道、调整音量、添加外部组件（如喇叭、录像机、DVD 播放器），但是您不知道它的内部实现细节，也就是说，您并不知道它是如何通过缆线接收信号，如何转换信号，并最终显示在屏幕上。 因此，我们可以说电视把它的内部实现和外部接口分离开了，您无需知道它的内部实现原理，直接通过它的外部接口（比如电源按钮、遥控器、声量控制器）就可以操控电视。 现在，让我们言归正传，就 C++ 编程而言，C++ 类为数据抽象提供了可能。它们向外界提供了大量用于操作对象数据的公共方法，也就是说，外界实际上并不清楚类的内部实现。 例如，您的程序可以调用 sort() 函数，而不需要知道函数中排序数据所用到的算法。实际上，函数排序的底层实现会因库的版本不同而有所差异，只要接口不变，函数调用就可以照常工作。 在 C++ 中，我们使用类来定义我们自己的抽象数据类型（ADT）。您可以使用类 iostream 的 cout 对象来输出数据到标准输出，如下所示： #include <iostream> using namespace std; int main( ) { cout << "Hello C++" <<endl; return 0; } 在这里，您不需要理解 cout 是如何在用户的屏幕上显示文本。您只需要知道公共接口即可，cout 的底层实现可以自由改变。 访问标签强制抽象 在 C++ 中，我们使用访问标签来定义类的抽象接口。一个类可以包含零个或多个访问标签： 使用公共标签定义的成员都可以访问该程序的所有部分。一个类型的数据抽象视图是由它的公共成员来定义的。 使用私有标签定义的成员无法访问到使用类的代码。私有部分对使用类型的代码隐藏了实现细节。 访问标签出现的频率没有限制。每个访问标签指定了紧随其后的成员定义的访问级别。指定的访问级别会一直有效，直到遇到下一个访问标签或者遇到类主体的关闭右括号为止。 数据抽象的好处 数据抽象有两个重要的优势： 类的内部受到保护，不会因无意的用户级错误导致对象状态受损。 类实现可能随着时间的推移而发生变化，以便应对不断变化的需求，或者应对那些要求不改变用户级代码的错误报告。 如果只在类的私有部分定义数据成员，编写该类的作者就可以随意更改数据。如果实现发生改变，则只需要检查类的代码，看看这个改变会导致哪些影响。如果数据是公有的，则任何直接访问旧表示形式的数据成员的函数都可能受到影响。 数据抽象的实例 C++ 程序中，任何带有公有和私有成员的类都可以作为数据抽象的实例。请看下面的实例： #include <iostream> using namespace std; class Adder{ public: // 构造函数 Adder(int i = 0) { total = i; } // 对外的接口 void addNum(int number) { total += number; } // 对外的接口 int getTotal() { return total; }; private: // 对外隐藏的数据 int total; }; int main( ) { Adder a; a.addNum(10); a.addNum(20); a.addNum(30); cout << "Total " << a.getTotal() <<endl; return 0; } 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果：...

C++ Null 指针 C++ 指针 在变量声明的时候，如果没有确切的地址可以赋值，为指针变量赋一个 NULL 值是一个良好的编程习惯。赋为 NULL 值的指针被称为空指针。 NULL 指针是一个定义在标准库中的值为零的常量。请看下面的程序： #include <iostream> using namespace std; int main () { int *ptr = NULL; cout << "ptr 的值是 " << ptr ; return 0; } 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： ptr 的值是 0 在大多数的操作系统上，程序不允许访问地址为 0 的内存，因为该内存是操作系统保留的。然而，内存地址 0 有特别重要的意义，它表明该指针不指向一个可访问的内存位置。但按照惯例，如果指针包含空值（零值），则假定它不指向任何东西。 如需检查一个空指针，您可以使用 if 语句，如下所示： if(ptr) /* 如果 p 非空，则完成 */ if(!ptr) /* 如果 p 为空，则完成 */ 因此，如果所有未使用的指针都被赋予空值，同时避免使用空指针，就可以防止误用一个未初始化的指针。很多时候，未初始化的变量存有一些垃圾值，导致程序难以调试。 C++ 指针

C++ 中 map 提供的是一种键值对容器，里面的数据都是成对出现的,如下图：每一对中的第一个值称之为关键字(key)，每个关键字只能在 map 中出现一次；第二个称之为该关键字的对应值。在一些程序中建立一个 map 可以起到事半功倍的效果，本文为大家总结了 map 的一些基本简单的操作！  Map的使用 需要导入头文件 #include <map> // STL头文件没有扩展名.h map 对象是一个模版类，需要关键字和存储对象两个模版参数 std::map<int , std::string> person; 可以对模版进行类型定义使其使用方便 typedef std::map<int , std::string> MAP_INI_STRING; MAP_INI_STRING person; Map 的构造 1、map 最基本的构造函数； std::map<int , std::string> mapPerson; 2、map 添加数据； 1) insert 函数插入 pair 数据 std::map < int , std::string > mapPerson; mapPerson.insert(pair < int,string > (1,"Jim")); 2)insert 函数插入 value_type 数据 mapPerson.insert(std::map < int, std::string > ::value_type (2, "Tom")); 3)用数组方式插入数据 mapPerson[3] = "Jerry"; 3、Map 数据的遍历 三种最常用的遍历方法： 1)前向迭代器 std::map < int ,std::string > ::iterator it;     std::map < int ,std::string > ::iterator itEnd;     it = mapPerson.begin();     itEnd = mapPerson.end();     while (it != itEnd) { cout<<it->first<<' '<<it->second<<endl; it++; } 2)反向迭代器 std::map < int, string > ::reverse_iterator iter; for(iter = mapPerson.rbegin(); iter != mapPerson.rend();...

C++ 动态内存 了解动态内存在 C++ 中是如何工作的是成为一名合格的 C++ 程序员必不可少的。C++ 程序中的内存分为两个部分： 栈：在函数内部声明的所有变量都将占用栈内存。 堆：这是程序中未使用的内存，在程序运行时可用于动态分配内存。 很多时候，您无法提前预知需要多少内存来存储某个定义变量中的特定信息，所需内存的大小需要在运行时才能确定。 在 C++ 中，您可以使用特殊的运算符为给定类型的变量在运行时分配堆内的内存，这会返回所分配的空间地址。这种运算符即 new 运算符。 如果您不需要动态分配内存，可以使用 delete 运算符，删除之前由 new 运算符分配的内存。 new 和 delete 运算符 下面是使用 new 运算符来为任意的数据类型动态分配内存的通用语法： new data-type; 在这里，data-type 可以是包括数组在内的任意内置的数据类型，也可以是包括类或结构在内的用户自定义的任何数据类型。让我们先来看下内置的数据类型。例如，我们可以定义一个指向 double 类型的指针，然后请求内存，该内存在执行时被分配。我们可以按照下面的语句使用 new 运算符来完成这点： double* pvalue = NULL; // 初始化为 null 的指针 pvalue = new double; // 为变量请求内存 如果自由存储区已被用完，可能无法成功分配内存。所以建议检查 new 运算符是否返回 NULL 指针，并采取以下适当的操作： double* pvalue = NULL; if( !(pvalue = new double )) { cout << "Error: out of memory." <<endl; exit(1); } malloc() 函数在 C 语言中就出现了，在 C++ 中仍然存在，但建议尽量不要使用 malloc() 函数。new 与 malloc() 函数相比，其主要的优点是，new 不只是分配了内存，它还创建了对象。 在任何时候，当您觉得某个已经动态分配内存的变量不再需要使用时，您可以使用 delete 操作符释放它所占用的内存，如下所示： delete pvalue; // 释放 pvalue 所指向的内存 下面的实例中使用了上面的概念，演示了如何使用 new 和 delete 运算符： #include <iostream> using namespace std; int main () { double* pvalue = NULL; // 初始化为 null 的指针 pvalue =...

C++ 二元运算符重载 C++ 重载运算符和重载函数 二元运算符需要两个参数，下面是二元运算符的实例。我们平常使用的加运算符（ + ）、减运算符（ – ）、乘运算符（ * ）和除运算符（ / ）都属于二元运算符。就像加(+)运算符。 下面的实例演示了如何重载加运算符（ + ）。类似地，您也可以尝试重载减运算符（ – ）和除运算符（ / ）。 #include <iostream> using namespace std; class Box { double length; // 长度 double breadth; // 宽度 double height; // 高度 public: double getVolume(void) { return length * breadth * height; } void setLength( double len ) { length = len; } void setBreadth( double bre ) { breadth = bre; } void setHeight( double hei ) { height = hei; } // 重载 + 运算符，用于把两个 Box 对象相加 Box operator+(const Box& b) { Box box; box.length = this->length + b.length; box.breadth = this->breadth + b.breadth; box.height = this->height + b.height; return box; } }; // 程序的主函数 int main( ) { Box...

C++ 强制转换运算符 C++ 运算符 强制转换运算符是一种特殊的运算符，它把一种数据类型转换为另一种数据类型。强制转换运算符是一元运算符，它的优先级与其他一元运算符相同。 大多数的 C++ 编译器都支持大部分通用的强制转换运算符： (type) expression 其中，type 是转换后的数据类型。下面列出了 C++ 支持的其他几种强制转换运算符： ​const_cast<type> (expr)​: const_cast 运算符用于修改类型的 const / volatile 属性。除了 const 或 volatile 属性之外，目标类型必须与源类型相同。这种类型的转换主要是用来操作所传对象的 const 属性，可以加上 const 属性，也可以去掉 const 属性。 ​dynamic_cast<type> (expr)​: dynamic_cast 在运行时执行转换，验证转换的有效性。如果转换未执行，则转换失败，表达式 expr 被判定为 null。dynamic_cast 执行动态转换时，type 必须是类的指针、类的引用或者 void*，如果 type 是类指针类型，那么 expr 也必须是一个指针，如果 type 是一个引用，那个 expr 也必须是一个引用。 ​reinterpret_cast<type> (expr)​: reinterpret_cast 运算符把某种指针改为其他类型的指针。它可以把一个指针转换为一个整数，也可以把一个整数转换为一个指针。 ​static_cast<type> (expr)​: static_cast 运算符执行非动态转换，没有运行时类检查来保证转换的安全性。例如，它可以用来把一个基类指针转换为派生类指针。 上述所有的强制转换运算符在使用类和对象时会用到。现在，请看下面的实例，理解 C++ 中如何使用一个简单的强制转换运算符。复制并黏贴下面的 C++ 程序到 test.cpp 文件中，编译并运行程序。 #include <iostream> using namespace std; main() { double a = 21.09399; float b = 10.20; int c ; c = (int) a; cout << "Line 1 - Value of (int)a is :" << c << endl ; c = (int) b; cout << "Line 2 - Value of (int)b is :" << c << endl...

C++ 输入/输出运算符重载 C++ 重载运算符和重载函数 C++ 能够使用流提取运算符 >> 和流插入运算符 << 来输入和输出内置的数据类型。您可以重载流提取运算符和流插入运算符来操作对象等用户自定义的数据类型。 在这里，有一点很重要，我们需要把运算符重载函数声明为类的友元函数，这样我们就能不用创建对象而直接调用函数。 重载输入运算符>> 下面我们以全局函数的形式重载>>，使它能够读入两个 double 类型的数据，并分别赋值给复数的实部和虚部： istream & operator>>(istream &in, complex &A){ in >> A.m_real >> A.m_imag; return in; } istream 表示输入流，cin 是 istream 类的对象，只不过这个对象是在标准库中定义的。之所以返回 istream 类对象的引用，是为了能够连续读取复数，让代码书写更加漂亮，例如： complex c1, c2;cin>>c1>>c2; 如果不返回引用，那就只能一个一个地读取了： complex c1, c2;cin>>c1;cin>>c2; 另外，运算符重载函数中用到了 complex 类的 private 成员变量，必须在 complex 类中将该函数声明为友元函数： friend istream & operator>>(istream & in , complex &a); >>运算符可以按照下面的方式使用： complex c;cin>>c; 当输入1.45 2.34后，这两个小数就分别成为对象 c 的实部和虚部了。cin>> c;这一语句其实可以理解为： complex c;cin>>c; 重载输出运算符<< 同样地，我们也可以模仿上面的形式对输出运算符>>进行重载，让它能够输出复数，请看下面的代码： ostream & operator<<(ostream &out, complex &A){ out << A.m_real <<" + "<< A.m_imag <<" i "; return out; } ostream 表示输出流，cout 是 ostream 类的对象。由于采用了引用的方式进行参数传递，并且也返回了对象的引用，所以重载后的运算符可以实现连续输出。为了能够直接访问 complex 类的 private 成员变量，同样需要将该函数声明为 complex 类的友元函数：（只有静态函数才能不经创建直接访问） friend ostream & operator<<(ostream &out, complex &A); 下面的实例演示了如何重载提取运算符 >> 和插入运算符 <<。 #include <iostream> using namespace std; class Distance {...

C++ 模板 模板是泛型编程的基础，泛型编程即以一种独立于任何特定类型的方式编写代码。 模板是创建泛型类或函数的蓝图或公式。库容器，比如迭代器和算法，都是泛型编程的例子，它们都使用了模板的概念。 每个容器都有一个单一的定义，比如 向量，我们可以定义许多不同类型的向量，比如 vector <int> 或 vector <string>。 您可以使用模板来定义函数和类，接下来让我们一起来看看如何使用。 函数模板 模板函数定义的一般形式如下所示： template <typename type> ret-type func-name(parameter list) { // 函数的主体 } 在这里，type 是函数所使用的数据类型的占位符名称。这个名称可以在函数定义中使用。 下面是函数模板的实例，返回两个数中的最大值： #include <iostream> #include <string> using namespace std; template <typename T> inline T const& Max (T const& a, T const& b) { return a < b ? b:a; } int main () { int i = 39; int j = 20; cout << "Max(i, j): " << Max(i, j) << endl; double f1 = 13.5; double f2 = 20.7; cout << "Max(f1, f2): " << Max(f1, f2) << endl; string s1 = "Hello"; string s2 = "World"; cout << "Max(s1, s2): " << Max(s1, s2) << endl; return 0; } 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： Max(i, j): 39...

C++ 内联函数 C++ 类 & 对象 在C++中我们通常定义以下函数来求两个整数的最大值：  int max(int a, int b) { return a > b ? a : b; } 但是这样写成函数有一个潜在的缺点：调用函数比求解等价表达式要慢得多。在大多数的机器上，调用函数都要做很多工作：调用前要先保存寄存器，并在返回时恢复，复制实参，程序还必须转向一个新位置执行。 在C++中可以使用内联函数，其目的是为了提高函数的执行效率，通常与类一起使用。如果一个函数是内联的，那么在编译时，编译器会把该函数的代码副本放置在每个调用该函数的地方。 对内联函数进行任何修改，都需要重新编译函数的所有客户端，因为编译器需要重新更换一次所有的代码，否则将会继续使用旧的函数。 如果想把一个函数定义为内联函数，则需要在函数名前面放置关键字 inline，在调用函数之前需要对函数进行定义。如果已定义的函数多于一行，编译器会忽略 inline 限定符。 在类定义中的定义的函数都是内联函数，即使没有使用 inline 说明符。 下面是使用内联函数来返回两个数中的最大值： #include <iostream> using namespace std; inline int Max(int x, int y) { return (x > y)? x : y; } // 程序的主函数 int main( ) { cout << "Max (20,10): " << Max(20,10) << endl; cout << "Max (0,200): " << Max(0,200) << endl; cout << "Max (100,1010): " << Max(100,1010) << endl; return 0; } 当上面的代码被编译和执行时，它会产生下列结果： Max (20,10): 20 Max (0,200): 200 Max (100,1010): 1010 有了内联函数，就能像调用一个函数那样方便地重复使用一段代码，而不需要付出执行函数调用的额外开销。很显然，使用内联函数会是最终可执行程序的体积增加。以空间换取时间，或消耗时间来增加空间，这是计算机学科中常用的方法。 内联函数中的代码应该只是很简单、执行很快的几条语句。如果一个函数较为复杂，它执行的时间可能上万倍于函数调用的额外开销，那么将其作为内联函数处理的结果是付出让代码体积增加不少的代价，却只使速度提高了万分之一，这显然是不划算的，而且有些函数即使声明为内联的也不一定会被编译器内联。 有时函数看上去很简单，例如只有一个包含一两条语句的循环，但该循环的执行次数可能很多，要消耗大量时间，那么这种情况也不适合将其实现为内联函数。 另外需要注意的是，调用内联函数的语句前必须已经出现内联函数的定义（即整个函数体），而不能只出现内联函数的声明。 C++ 类 & 对象