第3章-3数组、指针与字符串.ppt

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1、数组、指针与字符串,计算机科学与技术学院 曲立平 Email： ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,数组的概念,数组的概念 具有一定顺序关系的若干相同类型变量的集合体。 元素 组成数组的变量。 数组属于构造类型。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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： int a10; 表示 a 为整型数组，有10个元素：a0.a9 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：a0=a5+a7-a2*3,数组名的构成方法与一般变量名相同,哈尔滨工程大学计算机科学

2、与技术学院,例：一维数组的声明与引用,#include void main() int A10,B10; int i; for(i=0;i10;i+) Ai=i*2-1; B10-i-1=Ai; for(i=0;i10;i+) cout“A“i“=“Ai; cout“ B“i“=“Biendl; ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,数组元素在内存中顺次存放，它们的地址是连续的。 例： 具有10个元素的数组 a，在内存中的存放次序如下：,一维数组的存储顺序,数组名字是数组首元素的内存地址，代表数组的首 地址。 数组名是一个常量，不能被赋值。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,一维数组的初始化

3、,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：static int a10=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9; 可以只给一部分元素赋初值。 例：static int a10=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：static int a =1,2,3,4,5,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：求Fibonacci数列问题,#include using namespace std; void main() int i; static int f20=1,1; /初始化第0、1个数 for(i=2;i20;i+) fi=fi

4、-2+fi-1; /求第219个数 for(i=0;i20;i+) /输出，每行5个数 if(i%5=0) coutendl; cout.width(12); /设置输出宽度为12 coutfi; ,运行结果：,6765,4181,2584,1597,987,610,377,233,144,89,55,34,21,13,8,5,3,2,1,1,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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ad。 #include using namespace std; void

5、 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;,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,while (cin.get(c) if (c != n) if (c = keyques) numcorrect+; cout “ “; else cout “*“; else cout “ Score “float(numcorrect)/numques*100 “%“; ques =

6、0; numcorrect = 0; cout endl; continue; ques+; ,运行结果： acbba * Score 60% acbad Score 100% abbda * * Score 40% bdcba * Score 0%,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,二维数组的声明,二维数组的声明 类型说明符 数组名 常量表达式1常量表达式2； 例： int a34; 表示a为整型二维数组，其中第一维有3个下标（02），第二维有4个下标（03），数组的元素个数为12，可以用于存放3行4列的整型数据表格。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,二维数组的引用及存储顺序,二维数组

7、的引用 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： b12=a23/2 二维数组的存储顺序 按行存放，数组a34的存储顺序为：,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,二维数组的初始化,将所有数据写在一个 内，按顺序赋值 例： static int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; 分行给二维数组赋初值 例： static int a34=1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12; 可以对部分元素赋初值 例： static int a34=1,0,6,0,0,11;,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,数组作为函数的参数,数

8、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。 例： 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。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,数组作为函数的参数,#include void RowSum(int A4, int nrow) int sum; for (int i = 0; i nrow; i+) sum = 0; for(int j = 0; j 4; j+) sum += Aij; c

9、out “Sum of row “ i “ is “ sum endl; Ai0=sum; ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,数组作为函数的参数,void main(void) int Table34 = 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 Tableij “ “; cout endl; RowSum(Table,3); for (i = 0; i 3; i+) cout Tablei0； ,运行结果： 1 2 3 4 2 3 4 5 3 4 5 6 Sum of r

10、ow 0 is 10 Sum of row 1 is 14 Sum of row 2 is 18 101418,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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： 则&var 表示变量var在内存中的起始地址。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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。 声明 例： int i; int *i_pointer=,变量 i,变量 j,变量 i_pointer,3,6,2000,2000,3010,哈尔滨工程大学

11、计算机科学与技术学院,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= 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。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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u

12、nsigned 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;,指针变量的赋值运算,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,#include using namespace std; void main() int *i_pointer; int i; i_pointer= ,指针的声明、赋值与使用,运行结果： Output int i=10 Output int pointer i=10,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,void vobject; void *pv; int *pint; int i; voi

13、d main() pv = ,例：void类型指针的使用,错，不能声明void类型的变量 对，可以声明void类型的指针 void类型的函数没有返回值 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,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,若声明指向常量的指针，不能通过指针来改变所指对象的值，但指针本身可以改变。 例: const char *name1 = “John“; char s =“abc“; name1=s; *name1=1; 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“;

14、,指向常量的指针和指针类型的常量,指向常量的指针,正确，name1本身的值可以改变,编译时指出错误,错误，指针常量值不能改变,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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： y=*px+ 相当于 y=*(px+) (*和+优先级相同，自右向左运算),哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,*(pa-2),*pa,*(pa+1),*(pa+2),*(pa+3),*(pa-1),short

15、*pa,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,*(pb-1),*pb,*(pb+1),*(pb+2),long *pb,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,指针变量的关系运算,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：p=0或p!=0,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,指向数组元素的指针,声明与赋值 例：int a10, *pa; pa= 通过指针引用数组元素 *pa就是a0，*(pa+1)就是a1，. ， *(pa+i)就是ai。 ai, *(pa+i

16、), *(a+i), pai都是等效的。 不能写 a+，因为a是数组首地址，是常量。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,设有一个int型数组a，有10个元素。输出各元素： 使用数组名和下标,main() int a10; int i; for(i=0; iai; coutendl; for(i=0; i10; i+) coutai; ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,设有一个int型数组a，有10个元素。输出各元素： 使用数组名和指针运算,main() int a10; int i; for(i=0; i*(a+i); coutendl; for(i=0; i10; i+) cout*(

17、a+i); ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,设有一个int型数组a，有10个元素。输出各元素： 使用指针变量,main() int a10; int *p,i; for(p=a; p*p; coutendl; for(p=a; p(a+10); p+) cout*p; ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,指针数组,数组的元素是指针型 例：int *pa2;,由pa0,pa1两个指针组成,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：利用指针数组存放单位矩阵,#include using namespace std; void main() int line

18、1=1,0,0; int line2=0,1,0; int line3=0,0,1; int *p_line3; p_line0=line1; p_line1=line2; p_line2=line3; cout“Matrix test:“endl; for(int i=0;i3;i+) for(int j=0;j3;j+) coutp_lineij“, “; coutendl; ,输出结果为： Matrix test: 1,0,0 0,1,0 0,0,1,等价于*(*( p_line+i)+j ),哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：二维数组举例,#include void main()

19、 int array223=11,12,13,21,22,23; for(int i=0;i2;i+) cout*(array2+i)endl; for(int j=0;j3;j+) cout*(*(array2+i)+j)“, “; coutendl; ,运行结果： 0X0065FDE0 11,12,13 0X0065FDEC 21,22,23,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,动态内存分配,定义： 在程序运行期间根据实际需要随时申请内存，并在不需要时释放。 存储空间： 动态内存分配的存储空间在堆中，堆也称为自由存储单元。 运算符 new运算符：申请内存

20、 delete运算符：释放内存,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,功能： 申请所需的内存单元，返回指定类型的一个指针。 语法格式： 指针=new 类型名（初值列表） ； 若申请成功，则返回分配单元的首地址给指针；否则（比如没有足够的内存空间），则返回0（一个空指针）。 例：int *p; p=new int(9);,new运算符,int *p; p=new int; *p=9;,应在分配操作结束以后，首先检查返回的地址值是否为0，以确认内存申请是否成功。在分配成功以后，就可以使用这个指针。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,new运算符,可以用new运算符申请一块保存数组的内存单元，即创建

21、一个数组。 创建一维数组的语法格式为： 指针=new 数据类型常量表达式； 其中，常量表达式给出数组元素的个数，指针指向分配的内存首地址，指针的类型与new后的数据类型相同。 例：int *p; p=new int10; 系统为指针p分配了整型数组的内存，数组中有10个元素。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,new运算符,对于动态创建多维数组，情况要复杂一些。 创建二维数组的语法格式为： 指针=new 数据类型常量表达式1常量表达式2； 若申请成功，指针指向分配的内存首地址，但此时指针的类型不是new后的数据类型，而是一个该类型的数组，即指针是一个数组指针。 例：int (*p)3; p=

22、new int23; 系统为指针p分配了一个二维数组。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,delete运算符,功能： 释放new申请到的内存。也即，当程序中不再需要使用运算符new创建的某个内存单元时，就必须用运算符delete来删除它。 语法格式： delete 指针； /释放非数组内存单元 delete 指针； /释放数组内存单元 其中，指针是指向需要释放的内存单元的指针的名字。并且delete只是删除动态内存单元，并不会将指针本身删除。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,delete运算符,例：对int型内存单元的申请和释放。 int *p; p=new int; *p=1; del

23、ete p; 例：对数组内存单元的申请和释放。 int *p; p=new int10; delete p;,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,动态内存分配需要注意的事项,在程序中对应于每次使用运算符new，都应该相应地使用运算符delete来释放申请的内存。并且对应于每个运算符new，只能调用一次delete来释放内存，否则有可能导致系统崩溃。 运算符delete必须用于先前new分配的有效指针，而不能用于未定义的其他任何类型的指针。 对空指针调用delete是安全的。 C+语言保留了C语言中的两个库函数：malloc（）与free（）。这两个函数也是实现动态内存分配作用的，其功能分别与运

24、算符new和delete相似。但是最好不要将库函数和运算符混合使用，否则可能导致系统崩溃。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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。 例：读入三个浮点数，将整数部分和小数部分分别输出。,#include 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;

25、 /取x的小数部分 ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,以指针作为函数参数,void main(void) int i, n; float x, f; cout x; splitfloat(x, ,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,哈尔滨工程大学计算机科学与

26、技术学院,例：输出数组元素的内容和地址,#include #include 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) en

27、dl; ,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：输出数组元素的内容和地址,void main(void) long list5 = 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 p

28、ointers 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,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,指针型函数和指向函数的指针,指针型函数 当函数的返回值是地址时，该函数就是指针型函数。 声明形式 存储类型 数据类型

29、*函数名()； 指向函数的指针 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。 声明形式 存储类型 数据类型 (*函数指针名)();,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：函数指针,#include 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;

30、float two_pi = (float)2.0 * pi; print_stuff(pi); function_pointer = print_stuff; (*function_pointer)(pi); function_pointer = print_message; (* function_pointer)(two_pi); (* function_pointer)(13.0);,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：函数指针,function_pointer = print_float; (*function_pointer)(pi); print_float(pi); voi

31、d 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_dataendl; void print_float(float data_to_print) cout“The data to be printed is “data_to_printendl; ,运行结果： This is the print stuff function.

32、 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,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,用字符数组存储和处理字符串,字符串 没有字符串变量，只有字符串常量，例：“china”。 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 例： static c

33、har str8=112,114,111,103,114,97,109,0; static char str8=p,r,o,g,r,a,m,0; static char str8=“program“; static char str=“program“;,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例: 输出一个字符串,#include void main() static char c10=I, ,a,m, ,a, ,b,o,y; int i; for(i=0;i10;i+) coutci; coutendl; ,运行结果： I am a boy,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,例：输出一个钻石

34、图形,#include void main() static char diamond5= , ,*, ,*, ,*, *, , , ,*, ,*, ,*, , ,*; int i,j; for (i=0;i5;i+) for(j=0;j5 ,运行结果： * * * * * * * *,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,字符串的输入/输出,方法 方法一：逐个字符输入输出 方法二：将整个字符串一次输入或输出 例：char c =“China“; coutc; 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

35、有空格。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,字符串的输入/输出,例：程序中有下列语句： static char str15,str25,str35; cinstr1str2str3; 运行时输入数据： How are you?,static char str13; cinstr;,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,用字符数组存储和处理字符串,注意！若有如下声明: char a4, *p1, *p2; 错误 a=“abc“; cinp1; 正确 p1=“abc“; p2=a; cinp2;,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,整行输入字符串,cin.getline(字符数组名St, 字符个数

36、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。,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,整行输入字符串举例,#include void main (void) char city80; char state80; int i; for (i = 0; i 2; i+) cin.getline(city,80,); cin.getline(state,80,n); cout “City: “ city “ State: “ state endl; ,例：整行输入字符串,运行结果： Beijing,China City: Beijing State: China,哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院,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）,