C++系列第六篇数据类型下篇 - 复合类型（数组及字符串）_c++字符串是复合数据类型吗-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/danpianjiai/article/details/134770340

系列文章

C++ 系列前篇为什么学习C++ 及学习计划-优快云博客

C++ 系列第一篇开发环境搭建（WSL 方向）-优快云博客

C++ 系列第二篇你真的了解C++吗？本篇带你走进C++的世界-优快云博客

C++ 系列第三篇 C++程序的基本结构-优快云博客

C++ 系列第四篇 C++ 数据类型上篇—基本类型-优快云博客

C++ 系列第五篇 C++ 算术运算符及类型转换-优快云博客

前言

之前已经进行了基本类型、计算运算符、类型转换方面的总结，有需要可以翻看之前的文章。接下来主要进行复合数据类型的总结，包括数组、字符串、string类字符串、结构、共用体，枚举、指针，数据类型方面和C 没有大的出入，和前边文章一样，我们会通过大量的示例来说明对应的知识点。因为复合类型知识点比较多，所以我们会分成多个章节进行总结，本章主要总结数组和字符串相关知识。

数组

概念

数组(array)是一种数据格式，能够存储多个同类型的值。每个值都存储在一个独立的数组元素中，计算机在内存中依次存储数组的各个元素，数组元素在内存中是连续的，这一点很重要，很多性能优化和算法都会用到这个特性。

要创建数组，可使用声明语句。数组声明应指出以下三点:

1、存储在每个元素中的值的类型;

2、数组名;

3、数组中的元素数。

声明

typeName arrayName[arraySize];

同C语言， C++数组的声明如上，可以通过修改简单变量的声明，添加中括号(其中包含元素数目)来完成数组声明，如 int a -> int a[5]。

例如，short months[12]；就是声明了一个存储12个short类型的数组，数组名是months，可以将数组中的每个元素看作是一个简单变量。

arraySize 指定元素数目，它必须是整型常数(如 10)或 const 值，也可以是常量表达式(如 8*sizeof(int))，即其中所有的值在编译时都是已知的。具体地说，arraySize 不能是变量，变量的值是在程序运行时设置的。

数组为什么是复合类型

数组之所以被称为复合类型，是因为它是使用其他类型来创建的(C 语言使用术语“派生类型”，但由于 C++对类关系使用术语“派生”，所以它必须创建一个新术语，即复合)。不能仅仅将某种东西声明为数组，它必须是特定类型的数组。没有通用的数组类型，但存在很多特定的数组类型，如char 数组或long数组。

还是上边的例子，short months[12]； months 的类型不是数组，而是short 数组，强调了months数组是使用short类型创建的。当然我们平常交流的时候也会说数组类型，但是要切记，数组一定是绑定类型的。

数组最重要的特征

可以单独访问数组元素。

这一点很重要，我们上边说过这么一句话 "数组元素在内存中是连续的", 可以单独访问数组元素正是利用了这一点，通过数组元素类型和数组元素的下标值即可推算出数组元素在内存中的位置，进入进行直接访问。算法中使用数组一定是因为数组元素的随机访问性及 cpu cache 局部访问特性（后边会写操作系统相关的文章，再讲cpu cache 特性及数组是怎么高性能访问的）。

数组初始化

如下列举里几种和 C 一样的初始化方式， 1）定义时初始化；2）使用时赋值初始化；3）定义时部分初始化；4）自动计算数组个数初始化。

定义时初始化数组时，提供的值可以少于等于数组的元素个数，如果部分初始化，剩余未赋值的元素默认为0 。

如果初始化数组时方括号内为空，编译器将计算元素个数，但是让编译器去计算元素个数是个不推荐的做法，比如书写的时候少些一个值，数组就会少一个元素，以经验来说，什么时候会用到为空初始化的情况呢？是在初始化一个大规格的常量字符串数组时，我们可能会随着项目需求新增不同的常量字符串，如果使用方括号带值的初始化每次除了增加字符串，还需要修改数组的个数，而使用方括号为空的数组，则增加字符串即可。

和C 不同的初始化方法：

C++11 增加了使用大括号的初始化（列表初始化）方式，可以用于所有类型，我们之前讲基本类型的时候演示过。

像 int array[3]={0,1,2}；这种初始化方式本身就是列表初始化的方式，单C++11 还有一些其它变种初始化方式，如下所示，可以省略等于号和可以大括号内不包含任何东西，为空时，所有元素都设置为0.

字符串

概念

字符串是存储在内存的连续字节中的一系列字符。C++处理字符串的方式有两种。第一种来自 C语言，常被称为C-风格字符串。另一种基于string 类库的方法。

C-风格字符串

存储在连续字节中的一系列字符意味着可以将字符串存储在 char 数组中，其中每个字符都位于自己的数组元素中。C-风格字符串具有一种特殊的性质:以空字符(null character)结尾，空字符被写作\0，其 ASCI 码为 0，用来标记字符串的结尾。

如下这两个数组都是char 数组，但只有第二个数组是字符串。空字符对 C-风格字符串而言至关重要。C++有很多处理字符串的函数，其中包括 cout 使用的那些函数。它们都逐个地处理字符串中的字符，直到到达空字符为止。如果使用 cout 显示array2字符串，则将显示前2个字符，发现空字符后停止。但是，如果使用 cout 显示array1数组(它不是字符串)，cout 将打印出数组中的4 个字母，并接着将内存中随后的各个字节解释为要打印的字符，直到遇到空字符为止。由于空字符(实际上是被设置为 0 的字节)在内存中很常见，因此也有可能只打印4个字符，但尽管如此，还是不应将不是字符串的字符数组当作字符串来处理。

我们在实际使用中，很少会使用以上的方式去声明一个字符串的，太费劲，上边的举例只是为了说明字符串是一个字符数组。我们常用的方式如下，需要注意，用引号括起的字符串隐式的包括结尾的空字符，可以看到我们示例里得到的size 是包含了空字符的。示例中被双引号引起来的叫字符串常量。

一定要正确区分字符和字符串 'A' 和 "A" 是不一样的，'A' 是一个字符，可以给一个char 变量赋值，而"A" 是一个字符串，有两个字符组成（A 字符和 \0 字符）。

字符串常量拼接

有时候，字符串很长，无法放到一行中。C++允许拼接字符串常量，即将两个用引号括起来的字符串合并为一个。事实上，任何两个由空白（空格、制表符和换行符）分割的字符串常量都将自动拼接为一个。C语言也有对应的特性，如下C代码和C++代码输出效果是一样的

C代码

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

#define test_string  "abcd" "efg"

int main()
{       
        printf("%s\n", test_string);
}


C++代码
#include <iostream>

int main() {
    using namespace std;

    cout << "abcd" "efg" << endl;

    return 0; 
}

字符串的输入

如下示例，简单的使用cin 作为输入，在多单词的时候，输入被截断了，直到下一次要输入时，不等输入又把之前截断并未输出的部分输出了。所以cin 其实是使用键盘输入的空字符来确认输入结束的，我们正常使用的时候，保证是需要有多单词输入的情况的，这就需要其他的按行输入的方法。

cin.getline

getline()函数读取整行，它使用通过回车键输入的换行符来确定输入结尾。该函数有两个参数。第一个参数是用来存储输入行的数组的名称，第二个参数是要读取的字符数。如果这个参数为20，则函数最多读取 19 个字符，余下的空间用于存储自动在结尾处添加的空字符。getline()成员函数在读取指定数目的字符或遇到换行符时停止读取。

cin.get

istream 类有另一个名为 get()的成员函数，该函数有几种变体。其中一种变体的工作方式与 getline()类似，它们接受的参数相同，解释参数的方式也相同，并且都读取到行尾。但 get并不再读取并丢弃换行符，而是将其留在输入队列中。如下示例，因为保留了换行符，所以第二次要输入时，并不等输入之前输出了之前遗留的换行符。

怎么解决呢？可以如下进行操作，之所以可以这样做，是由于cin.get(name，ArSize)返回一个 cin 对象，该对象随后将被用来调用 get()函数。读到这里会不会有疑惑为什么加一个.get() 就可以了呢，是因为C++允许函数有多个版本，条件是这些版本的参数列表不同。如果使用cin.get(name, size)，则编译器知道是要将一个字符串放入字符数组中，因为使用适当的成员函数。如果使用的是cin.get(); ，则编译器知道是要读取一个字符，这就是C++里的函数重载。

当然，我们在getline 里说过，getline 是使用通过回车键输入的换行符来确定输入结尾。所以如果在调用getline之前输入队列中存在换行符，则getline 调用的时候也会发生之前读到之前的换行符就结束的问题，解决的办法就是提前读取并丢弃换行符，可以通过get() 或只接受一个字符的 get(ch) 完成。

string类

C++98 标准通过添加 string 类扩展了C++库，因此可以使用string类型的变量(使用 C++的话说是对象)而不是字符数组来存储字符串。string 类使用起来比数组简单，同时提供了将字符串作为一种数据类型的表示方法。要使用 string类，必须在程序中包含头文件string。string 类位于名称空间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类定义隐藏了字符串的数组性质，使用户能够像处理普通变量那样处理字符串。

从如下示例可知，在很多方面，使用string 对象的方式与使用字符数组相同，可以使用C-风格字符串来初始化string对象，可以使用cin来将输入存储到string 对象中，可以使用cout来显示string对象，可以使用数组表示法来访问存储在string对象中的字符。

类设计让程序能够自动处理 string 的大小。例如，str2 的声明创建一个长度为0 的 string 对象，但程序将输入读取到str2 中时，将自动调整str2 的长度。

较C-风格更易用的点

1、不能将一个数组赋给另一个数组，但可以将一个string 对象赋给另一个string对象。

2、string 类简化了字符串合并操作。可以使用运算符+将两个 string 对象合并起来，还可以使用运算符+=将字符串附加到string对象的末尾，这种追加不像C 语言还需要考虑目前字符串的最大容量，string 对象会自动扩容。

3、string 作为对象，自然就有方法，可以使用 str.size()；技术 string 对象 str 的长度。

string类的输入

上边示例可知，可以使用cin 和运算符 >> 来将输入存储到 string 对象中，使用cout 和运算符<<来显示string 对象，其句法与处理C-风格字符串相同。但每次读取一行而不是一个单词时，使用的句法不同。

string 类需要使用 getline(cin,str); 方式将输入写入 str 对象中，这里没有使用句点表示法，这表明这个 getline()不是类方法。它将 cin 作为参数，指出到哪里去查找输入。另外，也没有指出字符串长度的参数，因为 string 对象将根据字符串的长度自动调整自己的大小。

那么，为何一个getline()是istream 的类方法，而另一个不是呢？在引入 string 类之前很久，C++就有istream 类。因此istream 的设计考虑到了诸如 double 和 int 等基本 C++数据类型，但没有考虑 string 类型，所以 istream 类中，有处理 double、int 和其他基本类型的类方法，但没有处理 string 对象的类方法。