C++基础02 （数组、函数、指针、结构体）

5 数组

5.1 概述

所谓数组，就是一个集合，里面存放了相同类型的数据元素

特点1：数组中的每个数据元素都是相同的数据类型

特点2：数组是由连续的内存位置组成的

5.2 一维数组

5.2.1 一维数组定义方式

一维数组定义的三种方式：

1. 数据类型 数组名[ 数组长度 ];

2. 数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1，值2 ...};

3. 数据类型 数组名[ ] = { 值1，值2 ...};

 

示例

int main() {

	//定义方式1
	//数据类型 数组名[元素个数];
	int score[10];

	//利用下标赋值
	score[0] = 100;
	score[1] = 99;
	score[2] = 85;

	//利用下标输出
	cout << score[0] << endl;
	cout << score[1] << endl;
	cout << score[2] << endl;


	//第二种定义方式
	//数据类型 数组名[元素个数] =  {值1，值2 ，值3 ...};
	//如果{}内不足10个数据，剩余数据用0补全
	int score2[10] = { 100, 90,80,70,60,50,40,30,20,10 };
	
	//逐个输出
	//cout << score2[0] << endl;
	//cout << score2[1] << endl;

	//一个一个输出太麻烦，因此可以利用循环进行输出
	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << score2[i] << endl;
	}

	//定义方式3
	//数据类型 数组名[] =  {值1，值2 ，值3 ...};
	int score3[] = { 100,90,80,70,60,50,40,30,20,10 };

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		cout << score3[i] << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;
}

总结1：数组名的命名规范与变量名命名规范一致，不要和变量重名

总结2：数组中下标是从0开始索引

5.2.2 一维数组数组名

一维数组名称的用途：

1. 可以统计整个数组在内存中的长度

2. 可以获取数组在内存中的首地址

示例：

 

int main() {

	//数组名用途
	//1、可以获取整个数组占用内存空间大小
	int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	cout << "整个数组所占内存空间为： " << sizeof(arr) << endl;
	cout << "每个元素所占内存空间为： " << sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "数组的元素个数为： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;

	//2、可以通过数组名获取到数组首地址
	cout << "数组首地址为： " << (int)arr << endl;
	cout << "数组中第一个元素地址为： " << (int)&arr[0] << endl;
	cout << "数组中第二个元素地址为： " << (int)&arr[1] << endl;

	//arr = 100; 错误，数组名是常量，因此不可以赋值


	system("pause");

	return 0;
}

注意：数组名是常量，不可以赋值

总结1：直接打印数组名，可以查看数组所占内存的首地址

总结2：对数组名进行sizeof，可以获取整个数组占内存空间的大小

5.2.3 冒泡排序

作用： 最常用的排序算法，对数组内元素进行排序

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。

2. 对每一对相邻元素做同样的工作，执行完毕后，找到第一个最大值。

3. 重复以上的步骤，每次比较次数-1，直到不需要比较

 

示例： 将数组 { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 } 进行升序排序

int main() {

	int arr[9] = { 4,2,8,0,5,7,1,3,9 };

	for (int i = 0; i < 9 - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 9 - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}

	for (int i = 0; i < 9; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
    
	system("pause");

	return 0;
}

5.3 二维数组

二维数组就是在一维数组上，多加一个维度。

 

5.3.1 二维数组定义方式

二维数组定义的四种方式：

1. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];

2. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };

3. 数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};

4. 数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1，数据2，数据3，数据4};

 建议：以上4种定义方式，利用第二种更加直观，提高代码的可读性

示例：

int main() {

	//方式1  
	//数组类型 数组名 [行数][列数]
	int arr[2][3];
	arr[0][0] = 1;
	arr[0][1] = 2;
	arr[0][2] = 3;
	arr[1][0] = 4;
	arr[1][1] = 5;
	arr[1][2] = 6;

	for (int i = 0; i < 2; i++)
	{
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			cout << arr[i][j] << " ";
		}
		cout << endl;
	}

	//方式2 
	//数据类型 数组名[行数][列数] = { {数据1，数据2 } ，{数据3，数据4 } };
	int arr2[2][3] =
	{
		{1,2,3},
		{4,5,6}
	};

	//方式3
	//数据类型 数组名[行数][列数] = { 数据1，数据2 ,数据3，数据4  };
	int arr3[2][3] = { 1,2,3,4,5,6 }; 

	//方式4 
	//数据类型 数组名[][列数] = { 数据1，数据2 ,数据3，数据4  };
	int arr4[][3] = { 1,2,3,4,5,6 };
	
	system("pause");

	return 0;
}

总结：在定义二维数组时，如果初始化了数据，可以省略行数

5.3.2 二维数组数组名

查看二维数组所占内存空间

获取二维数组首地址

示例：

int main() {

	//二维数组数组名
	int arr[2][3] =
	{
		{1,2,3},
		{4,5,6}
	};

	cout << "二维数组大小： " << sizeof(arr) << endl;
	cout << "二维数组一行大小： " << sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "二维数组元素大小： " << sizeof(arr[0][0]) << endl;

	cout << "二维数组行数： " << sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) << endl;
	cout << "二维数组列数： " << sizeof(arr[0]) / sizeof(arr[0][0]) << endl;

	//地址
	cout << "二维数组首地址：" << arr << endl;
	cout << "二维数组第一行地址：" << arr[0] << endl;
	cout << "二维数组第二行地址：" << arr[1] << endl;

	cout << "二维数组第一个元素地址：" << &arr[0][0] << endl;
	cout << "二维数组第二个元素地址：" << &arr[0][1] << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结1：二维数组名就是这个数组的首地址

总结2：对二维数组名进行sizeof时，可以获取整个二维数组占用的内存空间大小

5.3.3 二维数组应用案例

考试成绩统计：

案例描述：有三名同学（张三，李四，王五），在一次考试中的成绩分别如下表，请分别输出三名同学的总成绩

	语文	数学	英语
张三	100	100	100
李四	90	50	100
王五	60	70	80

 

参考答案：

 

int main() {

	int scores[3][3] =
	{
		{100,100,100},
		{90,50,100},
		{60,70,80},
	};

	string names[3] = { "张三","李四","王五" };

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		int sum = 0;
		for (int j = 0; j < 3; j++)
		{
			sum += scores[i][j];
		}
		cout << names[i] << "同学总成绩为： " << sum << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;
}

6 函数

6.1 概述

作用：将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码

一个较大的程序，一般分为若干个程序块，每个模块实现特定的功能。

6.2 函数的定义

函数的定义一般主要有5个步骤：

1、返回值类型

2、函数名

3、参数表列

4、函数体语句

5、return 表达式

语法：

返回值类型 函数名 （参数列表）
{

       函数体语句

       return表达式

}

返回值类型 ：一个函数可以返回一个值。在函数定义中
函数名：给函数起个名称
参数列表：使用该函数时，传入的数据
函数体语句：花括号内的代码，函数内需要执行的语句
return表达式： 和返回值类型挂钩，函数执行完后，返回相应的数据

示例：定义一个加法函数，实现两个数相加

//函数定义
int add(int num1, int num2)
{
	int sum = num1 + num2;
	return sum;
}

6.3 函数的调用

功能：使用定义好的函数

语法：函数名（参数）

示例：

//函数定义
int add(int num1, int num2) //定义中的num1,num2称为形式参数，简称形参
{
	int sum = num1 + num2;
	return sum;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 10;
	//调用add函数
	int sum = add(a, b);//调用时的a，b称为实际参数，简称实参
	cout << "sum = " << sum << endl;

	a = 100;
	b = 100;

	sum = add(a, b);
	cout << "sum = " << sum << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结：函数定义里小括号内称为形参，函数调用时传入的参数称为实参

6.4 值传递

• 所谓值传递，就是函数调用时实参将数值传入给形参

• 值传递时，如果形参发生，并不会影响实参

 

示例：

void swap(int num1, int num2)
{
	cout << "交换前：" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	int temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;

	cout << "交换后：" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	//return ; 当函数声明时候，不需要返回值，可以不写return
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	swap(a, b);

	cout << "mian中的 a = " << a << endl;
	cout << "mian中的 b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 值传递时，形参是修饰不了实参的

6.5 函数的常见样式

常见的函数样式有4种

1. 无参无返

2. 有参无返

3. 无参有返

4. 有参有返

示例

//函数常见样式
//1、 无参无返
void test01()
{
	//void a = 10; //无类型不可以创建变量,原因无法分配内存
	cout << "this is test01" << endl;
	//test01(); 函数调用
}

//2、 有参无返
void test02(int a)
{
	cout << "this is test02" << endl;
	cout << "a = " << a << endl;
}

//3、无参有返
int test03()
{
	cout << "this is test03 " << endl;
	return 10;
}

//4、有参有返
int test04(int a, int b)
{
	cout << "this is test04 " << endl;
	int sum = a + b;
	return sum;
}

6.6 函数的声明

作用： 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。

 

• 函数的声明可以多次，但是函数的定义只能有一次

 

示例：

//声明可以多次，定义只能一次
//声明
int max(int a, int b);
int max(int a, int b);
//定义
int max(int a, int b)
{
	return a > b ? a : b;
}

int main() {

	int a = 100;
	int b = 200;

	cout << max(a, b) << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

6.7 函数的分文件编写

作用：让代码结构更加清晰

函数分文件编写一般有4个步骤

1. 创建后缀名为.h的头文件

2. 创建后缀名为.cpp的源文件

3. 在头文件中写函数的声明

4. 在源文件中写函数的定义

示例：

swap.h文件

//swap.h文件
#include<iostream>
using namespace std;

//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);

swap.cpp文件

//swap.cpp文件
#include "swap.h"

void swap(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}

main函数文件

//main函数文件
#include "swap.h"
int main() {

	int a = 100;
	int b = 200;
	swap(a, b);

	system("pause");

	return 0;
}

7 指针

7.1 指针的基本概念

指针的作用： 可以通过指针间接访问内存

 

• 内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示

• 可以利用指针变量保存地址

   

7.2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法： 数据类型 * 变量名；

示例：

int main() {

	//1、指针的定义
	int a = 10; //定义整型变量a
	
	//指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;
	int * p;

	//指针变量赋值
	p = &a; //指针指向变量a的地址
	cout << &a << endl; //打印数据a的地址
	cout << p << endl;  //打印指针变量p

	//2、指针的使用
	//通过*操作指针变量指向的内存
	cout << "*p = " << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

指针变量和普通变量的区别：

• 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
• 指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用

总结1： 我们可以通过 & 符号 获取变量的地址

总结2：利用指针可以记录地址

总结3：对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存

7.3 指针所占内存空间

提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

示例：

int main() {

	int a = 10;

	int * p;
	p = &a; //指针指向数据a的地址

	cout << *p << endl; //* 解引用
	cout << sizeof(p) << endl;
	cout << sizeof(char *) << endl;
	cout << sizeof(float *) << endl;
	cout << sizeof(double *) << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结：所有指针类型在32位操作系统下是4个字节

7.4 空指针和野指针

空指针：指针变量指向内存中编号为0的空间

用途：初始化指针变量

注意：空指针指向的内存是不可以访问的

示例1：空指针

int main() {

	//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
	int * p = NULL;

	//访问空指针报错 
	//内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问
	cout << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}