面向对象程序设计.ppt

第三章 数据类型,我们将讨论的数据类型有：,整数类型、整数子类、浮点类型、数组、向量、指针等。,数据类型是程序设计语言的一个重要概念和重要内容。,首先复习已在第二章先行介绍的有关数据类型的一些基本概念，接着详细介绍C+定义的各种常用的数据类型，重点在于如何在程序设计中灵活地应用这些类型。,3.1 数据类型概述,1数据类型的定义,2数据类型的涵义,3数据类型的的重要性,4C+的数据类型一览,以上内容参见2.3,3.2 整数类型,整数类型简称整型，用来描述整型数值数据，其类型符是int。,整数类型是程序中最常用的类型之一。,整数类型的值域（值的集合）是无限整数集的子集。,例如： 123、678、10000，均是整型常量； int a,b,c; /a,b,c均被说明为整型变量。,1. 整数类型的分类,（1）依据其是否具有符号位，分为有符整型（signed int）和无符整型（unsigned int），默认形式为有符整型；,（2）依据其存储表示位数的不同又分为：标准整型(int)、短整型(short int)和长整型(long int)。,例如： int a,b,c; /a,b,c均为有符整型变量。 unsigned int num; /num为无符整型变量,（1）和（2）的组合，就产生了：有（无）符整型、有（无）符短整型、有（无）符长整型等六种形式，默认形式总是有符。,1. 整数类型的分类（续）,下面给出整型分类表：,例如： usigned int x=23; int y=-67;/等价于signed int y=-67 unsigned int z=-43;/表示方式错误,2. 整型的表示范围,下表给出32位编译器（32位机）的各种整数类型的表示范围。,2. 整型的表示范围（续）,例如： 1+5，a3， x0&y0， x=9。,3. 整数类型的操作集,算术运算,关系运算,整数类型所定义的操作包括：算术运算、关系运算、逻辑运算、位运算以及赋值操作等。,也即、允许对整型数据对象进行算术运算、关系运算、逻辑运算、位运算以及赋值操作等。,逻辑运算,赋值运算,3.3 整数子类（int Subtypes）,整数子类型继承了整数类型的性质，但值域是整数类型值域的子集（一般比整数类型的值域小得多）。,例如字符的值是ASCII码，而ASCII码值实际上是整数，0255。,可以看出：,（1）字符类型的值域是整数类型值域的子集；,（2）字符类型继承了整数类型的操作集和机器内部表示。,C+定义的整数子类型有：字符型、枚举型、布尔型,3.3.1 字符类型,字符类型简称字符型，用来描述以单个字符作为其值的数据对象，也即描述字符数据。,类型标识符：char;,值域：是由语言定义的，与标准字符集有关的枚举集，例如ASCII字符集。,例如： a、A、x均是字符常量； char c1,c2；/c1,c2被说明为字符变量。,1. 字符类型的分类,依据其是否具有符号位，分为有符字符型（signed char）和无符字符型（unsigned char），默认形式为有符字符型。,例如： char int a,b,c; /a,b,c均为有符字符型变量。 unsigned char num; /num为无符字符型变量,2. 字符类型的表示范围,3. 字符类型的操作集,也即、允许对字符型数据对象进行算术运算、关系运算、逻辑运算、位运算、i/o操作、赋值操作等。,继承了整数类型的操作集，包括：算术运算、关系运算、逻辑运算、位运算、i/o操作、赋值操作等。,注意,字符型虽然继承了整数类型的操作集，但在输出操作上还是存在差异。对字符数据执行输出操作，输出的不是整数而是字符。,3. 字符类型的操作集（续）,例如： int a=65; char b=65; cout a“ “bendl;,输出：65 A,对字符数据进行关系运算的比较依据是“字符集的对照排序”（元素的排序）。,例如：ab，运算结果为真。,4. C+的特殊字符,特殊字符也称为“转义字符”（escape character），它们是一些不可见的控制字符，例如控制回车、换行等等，其表示形式为：。,转义字符一览表,(1) n的用途，用来使输出流换行 cout”NamenAddrnTeln”;,4. C+的特殊字符（续）,转义字符应用举例,(2) ”（）的用途，输出加双（单）引号的串。 cout “aaaa”bbbb”ccccn”;,输出： Name Addr Tel,输出： aaaa”bbbb”cccc,3.3.2 枚举类型（enum Type）,1. 枚举类型的概念,week：Sunday, Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday, Friday,Saturday,请考察以下既常用又特殊的数据：,一周的天数七天，是可枚举的，我们可以用07表示SundaySaturday，也即用整数表示week。,这种表示法存在两个问题：（1）数据含义不明确，可读性差（2）无法实现区间限制以防止越界。,枚举类型简称枚举型，是一种特殊的数据类型，它的值域是某个整数区间，区间是可以指定的，而且区间中的所有整数都可以命名。,枚举类型的概念（续）,对于程序中的这样一些特殊的数据对象，我们可以用枚举类型来描述。,enum weekSunday, Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday, Friday,Saturday;,取哪个整数区间，如何给区间中的整数命名，这与实际的应用有关，因此枚举类型是可以由程序员自行定义的，属于自定义类型。,enum week Sunday, Monday,Tuesday,Wednesday,Thursday, Friday,Saturday;,枚举类型的概念（续）,就该例的week而言，它的七个值对应整数区间0,6，也即，0取名为Sunday，1取名为Monday.。,由于没有指定区间（没有指定区间头），所以就以默认方式使用区间0,6。,如果将week的定义改为： enum week Sunday=10, Monday,Tuesday, Wednesday,Thursday, Friday，Saturday;,则Sunday=10，Monday=11,Saturday=16。 也即week所定义的整数区间为10,16,2. 定义枚举类型,枚举类型是非标准数据类型，需要程序员自行定义，其语法如下：,enum ,语法说明,enum：系统保留字；,枚举类型名：用户定义的标识符,值表：列出该类型的所有可能的取值（n个枚举常量）。,值表中的每个值都是一个命名的整型常量： 名=整数,例3-1 将由五种颜色组成的颜色集定义成枚举类型，其值对应的整数区间为1,5。,enum Colors Red=1,Blue,Green,White,Black。,2. 定义枚举类型,enum ,例3-2 将Word的一级菜单功能表定义为枚举类型。,enum WordMenu File,Edit,View,Insert,Format,Tools,Table, Reguirements,Windows,Help;,3. 声明枚举类型变量,在程序中定义了枚举类型后，可以用该类型来声明枚举变量，其语法与其它类型的变量之声明是一样的 。,enum Week Sunday=10, Monday,Tuesday, Wednesday,Thursday, Friday，Saturday; Week weekday = Sunday;,例3-3 声明Week类型变量weekday。,该语句说明了一个变量weekday，其类型是Week，被赋予的初值是Sunday。,试问变量weekday的可能的取值是什么？,3.3.3 布尔类型（bool Type）,布尔类型简称布尔型，也称为逻辑型。布尔型数据对象只有两种取值：要么是“真”（True）要么是“假”（False）。,类型标识符：bool;,值域：只有两个值：True 1；False 0；可见其值域是整数的子集。,例3-4 考察下面的程序段，观察布尔变量如何声明。,bool a=3; /a的值为true bool b=1; /b的值为true bool bool c=a-b;/c的值为false;,因为c=1-1=0,3.4 浮点类型（float Type）,浮点类型简称浮点型，用来描述实数。其值域（值的集合）为无限实数集的子集。,根据位数的不同，浮点类型又分为：单精度浮点型、双精度浮点型和长双精度浮点型。,因为位数多，再加上采用浮点表示，所以浮点类型的表示范围远远大于整数类型的表示范围，也即浮点类型不但可以表示小数，而且也可以表示大整数。,根据有无符号位，分为有符和无符浮点型；根据其长度又分为以下三种类型：,float ：单精度浮点型，长度32位;,double ：双精度浮点型，长度64位;,long double ：长双精度浮点型，长度80位;,1. 浮点类型的分类,2. 浮点的书写格式及内部表示,浮点数既可以书写为十进制小数形式（定点形式），也可以书写成十进制指数形式（科学记数法）。,例如，实数35.623的浮点数字面值有以下两种格式： 35.623（十进制小数形式） 0.35623e+02（十进制指数形式）,如果要表示成单精度型或长双精度型，则要在字面值后面加f或L。,直接写出的浮点数字面值默认为双精度型。例如上例的表示法，所表示的数都是双精度型。,2. 浮点的书写格式及内部表示（续）,如果要表示成单精度型或长双精度型，则要在字面值后面加f或L。,例如，实数35.623表示成单精度型：其数字面值为：35.623f；表示成长双精度型，其字面值为：35.623L,例3-5 考察下面的程序段所声明的各种浮点类型数据。,float f1=19.2f; float f2=0.192e+02; double d1=19.2; double d2=0.192e+02f; long double ld1 =19.2L; long double ld2=0.192e+02;,单精度型数 将double型数转换成float; 双精度型数 将float型数转换成double 长双精度型数 将double型数转换成long double,3. 浮点类型的表示范围,下表列出了三种浮点类型的总长度、阶码位数、尾数位数和十进制有效位数。,4. 浮点类型的操作集,例如：double a,x,y; 1.0+5.5，a3.3， x0,算术运算,关系运算,浮点类型所定义的操作包括：算术运算、关系运算、逻辑运算、IO 操作、赋值操作等。,也即、允许对浮点型数据对象进行算术运算、关系运算、逻辑运算、I/O操作以及赋值操作等。,逻辑运算,赋值运算,3.5 数组（Arrays）,3.5.1 什么叫数组,我们先分析几种与数组有关的特殊数据，通过分析，给出数组的几个基本概念，并讨论如何用程序语言提供的说明语句来定义数组（定义数组类型及声明数据）。,例3-6 一个包含n个字符的字符序列，例如“abcd“， 在程序中应该如何描述？,（1）常量表示，用双引号包围形成字符串“abcd”，该串由a b c d四个分量组成。,（2）变量表示，设置四个变量来分别表示串中的 四个字符（四个分量）：,c1 a，c2 b，c3 c，c4 d,上述表示法存在的问题,（1）用四个独立的变量来表示一个整体中的四个分量，无疑支离了该整体，很难用统一的、有规律的方法去访问其中的任意分量。,（2）如果字符序列所包含的字符数（n）远远大于4，必将带来烦琐的重复描述。,什么叫数组 (续),（2）如果字符序列所包含的字符数（n）远远大于4，必将带来烦琐的重复描述。,例如n=1000，那么要声明1000个字符变量来表示： char c1,c2,c3,c4,c5,c6,c7,c8,c1000; 这显然是十分不现实的。,引入数组类型来描述之,char c1000;,c是一个字符数组，拥有1000个分量（数组元素），每个分量（ci，i=0n-1）相当于一个字符变量。这种表示法看起来十分简洁。,什么叫数组 （续）,数组的概念,什么叫数组 （续）,数组是一组相关的相同类型数据的集合。,它是由其它数据类型构造而成的新的、较为复杂的数据类型 构造类型。,数组所包含的n个相同类型的分量称为数组元素。每个元素由数组名加下标表达式来表示。,例如：a0表示a数组的第一个元素；ai表示a数组的第i+1个元素。 下标表达式是可以变动、可以计算的。,数组的维数，数组的维数与所描述的数据对象的组织结构有关。,数组的概念,什么叫数组 （续）,就成绩表而言，如果要表示全班某门课的成绩，只需用一个一维数组float grade100来表示即可。,如果需要将全班同学多门课的成绩聚集在一起，就需要建立一个多维数组，例如表示二门课的成绩，则对应的数组是二维数组：float grade1002；,第一维（行）表示学生，第二维（列）则表示课程，行和列的交叉（数组元素）表示成绩。,实际上，我们仍旧可以将一个二维数组理解成一个更复杂的一维数组。,什么叫数组 （续）,其复杂性表现在，它的每一个元素不是单个成绩，而是一个成绩集，也即它的每一个元素是一个一维数组。,也可以说，二维数组是一个基类型（元素的类型）是一维数组的一维数组。,直观地说，二维数组的每一行是一个一维数组。,3.5.2 定义一维数组,定义数组必须给出名称、成员的数据类型，维的长度（下标说明），有时还需要指定其存储类别。,语法,存储类别初始化值表；,解释,存储类别：与变量的存储类别一样，用来指明数组的存储特性，可以是extern、auto、static。,定义一维数组（续）,存储类别 初始化值表；,类型：指明数组元素的数据类型，也称为数组的基类型。,数组的类型可以是基本数据类型，例如int、long int、double、float、char等，也可以是构造数据类型，例如数组、结构体等。,注意：同一数组的所有元素的数据类型均相同。,例如：float grade90; int num90,a33;,定义一维数组（续）,存储类别 初始化值表；,数组名：用来标识数组，用标识符命名，其命名规则与变量名相同。,下标说明：说明数组包含的元素个数，下标说明必须是整型常量表达式。,例如：double grade90; /正确 int i,numi; /如果i为变量，则错误。,初始化值表：用来给数组元素赋初值。,例如：double grade=90.0,80.5,75.0;,定义一维数组（续）,存储类别 初始化值表；,例3-7 下面给出几个定义一维数组的例子：,int a100，b200；/ a是整型数组，有100个整型元素 / b是整型数组，有200个整型元素 char name21； / name是字符数组，有21个字符 类型元素 char addr21*i /如果i是变量,则为错误的定义， 为什么？,3.5.3 一维数组的存储表示,数组的存储表示就是数组的逻辑存储结构，我们以int a100为例，给出示意性的表示：,一维数组的存储表示（续）,一维数组的逻辑存储结构由两部分组成：,（1）数组描述符 ：包括数组的基地址，下标上、下界，元素的数据类型以及元素的字节数等。,（2）元素的存储表示：数组元素的存储单元。,3.5.4 定义多维数组,定义多维数组必须给出数组的名称、成员的数据类型，各维的长度（下标说明），有时还需要指定其存储类别。,语法,存储类别 下标说明2下标说明n初始化值表；,例如： float grade1003；/该数组有100行，3列，如果将列视为课程、将行视为学生，则该数组可以存放100个学生3门课的成绩。,解释,定义多维数组（续）,存储类别 下标说明2下标说明n初始化值表；,存储类别、类型标识符、数组名：其作用和语法规则与一维数组相同。,下标说明：多维数组必须有多个下标说明，分别说明各维的长度，各个下标说明同样必须为整型常量表达式，而且多维数组所包含的元素个数就是这些表达式的值的乘积。,初始化值表：用来给数组元素赋初值。,3.5.5 多维数组的存储表示,下面以 int a55为例，讨论二维数组的存储表示：,（1）该数组有五行、五列，包含的元素个数为5*5=25。,分析,（2）其默认的存储顺序是按行存放，即先依次存放第一行的五个元素，再存放第二行的五个元素，依此类推,此种存储方法称为“行主序”法。其逻辑存储结构如下图所示：,多维数组的存储表示（续）,“行主序”法逻辑存储结构,按行读入数据并存放到数组中的程序段： int a55; for(int i=0;iaij; ,多维数组的存储表示（续）,“列主序”法逻辑存储结构,按列读入数据并存放到数组中的程序段： int a55; for(int j=0;jaij; ,3.5.6 数组元素的引用,1一维数组元素的引用,数组中的每一个元素都可以像简单变量一样参加各种运算，例如输入、输出、赋值、计算等。这就是所谓数组元素的引用。,一维数组元素表示格式,例如：对于int a5有： a0，ai，ai+1。,下标表达式的值就是该元素在数组中的顺序号（0n-1），确切地说是相对于数组基地址的偏移量，也即相对地址。,几点注意事项,3.5.6 数组元素的引用（续）,（1）下标表达式可以是整型常量 、整型变量、整型表达式。,a10用整型常量作为数组元素的下标； a i 用整型变量作为数组元素的下标； a i+50 用整型表达式作为数组元素的下标；,（2）下标表达式的取值范围是0 n-1。n是维长度，也即一维数组所包含的元素个数。,（3）数组第一个元素的下标值是0而不是1。,实例,3.5.6 数组元素的引用（续）,例3-8 编写一个程序，用来输入30名学生的C+成 绩，并计算平均成绩。,分析,（1）学生成绩保存在文本文件中（d:datagrade.txt),（2）建立一个成绩数组，保存从文件读入的成绩。 double c_grade30;,（3）对该数组的30个元素进行累加，然后除以30即得到平均成绩。,程序,#include #include using namespace std; void main( ) int sum=0,i; double grade_c30; ifstream in(“d:datagrade.txt“); /从文件中输入成绩保存到数组中； for (i=0;igrade_ci; /计算总成绩 for (i=0;i30;i+) sum = sum + grade_ci; /输出平均成绩 cout “C+的平均成绩=“ sum/30endl; ,问题拓展：如果需要求30个成绩中的最高分、最低分，程序应如何改写？,2多维数组元素的引用,多维数组元素表示格式, ,例如：对于int a55有： a00，aij，ai+1j+1。,注意：各个下标表达式的规则与一维数组相同。,实例,2多维数组元素的引用（续）,例3-9 编写一个程序，用来输入30名学生的C+、 高数、英语三门课程的成绩，存放到grade数组中, 并计算每个学生的总成绩，存放到total数组中。,分析,（1） 建立一个30*3的二维数组（30行*3列），每列存放30个学生一门课程的成绩。,（2） 建立一个具有30个元素的一维数组存放30个学生三门课程的总成绩。,程序,#include #include using namespace std; #define NUM 30 void main( ) int sum=0,i,j; double gradeNUM3,totalNUM; ifstream in(“d:datagrade3.txt“); /从文件中输入成绩保存到数组中； for (i=0;igradeij;,/计算三门课的总成绩 for (i=0;iNUM;i+) totali=0; for (j=0;j=2;j+) totali=totali+gradeij; /计算总成绩 /输出各个学生的总分绩 cout “学生成绩“; for (i=0;iNUM;i+) cout totali “ “; ,为什么要清零？,3.5.7 数组的初始化,所谓数组初始化就是在定义数组的同时直接给数组元素赋初值。可以给数组的所有元素赋初值，或仅给部分数组元素赋初值。,例如： char s5 = a,b,c,d,e；,该例在定义一维字符数组s的同时就对其初始化，也即给该数组的每一个元素都赋了初值：S0:a，S1: b，S2: c，s3: d , s4: e 。,3.5.7 数组的初始化（续）,再如： int x10 = 0,0,0；,上面的说明语句在定义整型一维数组x的同时，给其中的前三个元素赋初值。,1. 一维数组的初始化,格式,存储类别 =；,解释,（1）在定义一维数组的同时，对该数组初始化。,（2）允许只对数组的部分元素赋初值。,（3） 值表是一个包含m（m=n）个元素的初值集合，元素之间用逗号分隔，每个元素必须是常量。,2二维数组的初始化,实例,例如： char s32 = a,b,c,d,e,f； 或 char s32 = a,b,c,d,e,f；,上面的说明语句在定义二维字符数组s的同时就对其初始化，也即给该数组的每一个元素都赋了初值，例如： a -s00； f - s21。,可以看出，二维数组的初始化是按“行主序”的顺序逐一给元素赋初值的。,2二维数组的初始化（续）,格式,存储类别 =；,解释,（1）在定义二维数组的同时，对该数组初始化。,（2）允许只对二维数组的部分元素赋初值。,（3）二维数组的初始化值表是一个包含m * n个元素的初值集合，元素之间用逗号分隔，每个元素必须是常量。,2二维数组的初始化（续）,例3-10 对指定二维数组的部分元素初始化。,char s32 = a,b,c,d；,或：char s32 = a,b,c,d；,在定义二维字符数组s的同时，按“行主序”的顺序给其中前二行的四个元素赋初值。,3.5 .7 数组应用实例,1实例一、排序问题（例3-11）,所谓排序是对一组任意的数据序列，按关键字的序（大小）重新排列成有序的序列。,按关键字的序从大到小排列，称为降序；反之，如果按关键字的序从小到大排列，称为升序。,有多种排序方法，例如“冒泡”排序、“插入”排序、“选择”排序、“快速”排序、“堆排序”、“希尔”排序等等。,1）冒泡排序,算法的基本思想,“冒泡”法使一组原本无序的数据中，值较小者象气泡那样逐渐“上浮”，而值较大者挨个“下沉”，经过过若干轮处理后，其中的值最小着必定上浮至顶部，而值最大者必定下沉至底部。,每一轮处理都要对剩余的数据进行连续的比较和位置交换（当需要交换时），比较是在相邻的数据之间进行的；交换使得小者上浮、大者下沉，故形象地称之为“冒泡”。,4 9 8 7 3,原始序列,第1轮排序,第2轮排序,第3轮排序,第4轮排序,4 9 8 7 3,4 7 3 8 9,4 3 7 8 9,3 4 7 8 9,4 8 9 7 3,4 8 7 9 3,4 8 7 3 9,冒泡排序（续）,下面的例子给出对由五个整型数据组成的任意序列4、9、8、7、3，采用“冒泡”法进行排序的全过程（经过四轮排序）。,4 9 8 7 3,原始序列,第1轮排序,第2轮排序,第3轮排序,第4轮排序,4 9 8 7 3,4 7 3 8 9,4 3 7 8 9,3 4 7 8 9,4 8 9 7 3,4 8 7 9 3,4 8 7 3 9,冒泡排序（续）,排序过程分析,第一轮：五个数据中值最大者（9）沉底；,第二轮：剩下的四个数据中值最大者（8）沉底；,第三轮：剩下的三个数据中值最大者（7）沉底；,第四轮：剩下的二个数据中值最大者（4）沉底。,程序实现要点,冒泡排序（续）,用一个数组来存放一组待排序的数据。,用一个二重循环结构来控制排序过程，其中外循环用来控制n-1轮排序，内循环用来控制每轮排序过程中，元素之间的连续比较和交换(让值最大者下沉)。,程序,#include void main() int array=4,9,8,7,3,15,1,2,6,5,temp; int len=sizeof(array)/sizeof(int);/计算数组元素个数,冒泡排序（续）,for (int pass=1;passarrayi+1) /比较与交换 temp=arrayi; arrayi=arrayi+1; arrayi+1=temp; /if /外层for for (int i=0;i=len-1;i+) cout arrayi endl; ,2. 实例二、矩阵问题,最常见的矩阵问题包括矩阵运算，矩阵对角线元素的对调等等。,例3-12 对调m*m 方阵的两条对角线上的元素。,设m=5则5*5的方阵表示为：,a11 a12 a13 a14 a15 a21 a22 a23 a24 a25 a31 a32 a33 a34 a35 a41 a42 a43 a44 a45 a51 a52 a53 a54 a55,分析,用一个二维数组表示该方阵： int array55;,2. 实例二、矩阵问题（续）,对角线元素对调,规律,当i=j并且i3，此时需要对调，也即:,对m*m的矩阵而言，则：,#include #include using namespace std; #define M 5 void main( ) int arrayMM; int i,j,temp; ifstream in(“d:dataphalanx1.txt“); ofstream out(“d:dataphalanx2.txt“); /输入方阵元素 for (i=0;i arrayij;,程序,for (i=0;iM;i+) for (j=0;jM;j+) if (i=j) /交换 temp=arrayij; arrayij=arrayi(M-1)-i; arrayi(M-1)-i=temp; /输出交换后的方阵 for (i=0;i=M-1;i+) for (j=0;j=M-1;j+) out arrayij“ “; out endl; ,2. 实例二、矩阵问题（续）,for (i=0;iM;i+) for (j=0;jM;j+) if (i=j) /交换 temp=arrayij; arrayij=arrayi(M-1)-i; arrayi(M-1)-i=temp; /输出交换后的方阵 for (i=0;i=M-1;i+) for (j=0;j=M-1;j+) out arrayij“ “; out endl; ,实际上，程序中用来完成元素交换的二重循环可以简化为如下的一重循环：,for (i=0;iM;i+) /交换 temp=aii; arrayii=arrayi(M-1)-i; arrayi(M-1)-i=temp; ,为什么？,3.6 向量（Vectors）,向量既是一种数据类型，又是一种对象实体（变量），象数组一样，它聚合（容纳）了一些类型相同的数据（对象实体），所以又称为容器。,1. 概念,向量与数组的不同之处在于：（1）向量自身封装了操作集（2）数组的体积是静态确定的，而向量的体积（容器的大小）是可以动态改变的。,向量是C+标准模板库（C+ SLT）的重要一员。 使用向量必须包含头文件vector： #include ,2. 定义向量,可以用以下四种方式定义向量（仅给出实例而没有讨论其语法）。,（1）vector a(10);,（2）vector b(10,1);,（3）vector c(b);,（4）vector d(b.begin(),b.begin()+3);,2. 定义向量（续）,解释,四种形式的解释：,vector 是模板，此处的int表示向量的基类型（元素的类型）是整型；其一般形式是vetor ，表示向量的基类型可以是任何合法的数据类型。,形式1定义了可以容纳10个整数的向量a，但没有给元素赋初值；/int a10;,形式2定义了可以容纳10个整数的向量b，并且给每个元素赋初值为1；也即第一个参数表示元素个数，第二个参数表示初值。/int b10=1,1,1,1,1,1,1,1,1,1；,2. 定义向量（续）,形式3用一个已存在的向量（b）来创建一个新向量c，c也包含10个整型元素，并且都被初始化为1，这一点是数组做不到的；,形式4同样是用向量b来创建新的向量d，它包含3个元素，并用b的前三个元素的值来初始化d的3个元素。,形式5，利用已存在的数组来创建（初始化）向量。,int a7=1,2,5,3,7,9,8; vector va(a,a+7);/va有7个元素，其初始值取自 于数组a的对应元素。,3. 向量的基本操作,获取向量元素个数,向量类提供了多种操作，例如获取向量元素位置，获取向量元素个数，元素操作（访问向量元素），插入、删除元素、清空向量等。这些操作大多是通过调用向量类的成员函数来实现的。,通过调用size()函数即可获取向量元素个数。,例如： vector c1(20,a); coutc1.size();/显示20,3. 向量的基本操作（续）,访问向量元素,方式一、下标表达式，这种方式类似于访问数组元素。,例如： int a7=1,2,5,3,7,9,8; vector b(a,a+7); cout b5;/访问向量b的第6个元素，显示9,int a7=1,2,5,3,7,9,8; vector b(a,a+7); for (int i=0;ib.size();i+)/b.size()=7 cout bi“ “;/访问向量b的所有元素,3. 向量的基本操作（续）,方式二、通过遍历器访问,通过调用begin()函数获取向量的第一个元素的位置，再通过位置指针（遍历器）的移动以及对指针的间接访问，即可遍历向量的所有元素。,例如： int a7=1,2,5,3,7,9,8; vector b(a,a+7); for (vector :iterator it=b.begin();it!=b.end();it+) cout *it“ “;/访问向量b的所有元素,3. 向量的基本操作（续）,for (vector :iterator it=b.begin();it!=b.end();it+) cout *it“,说明,begin()函数：表示向量的第一个元素的位置，同时也表示该元素。,end()函数，表示向量的结束位置，即，最后一个元素之后。,vector :iterator：向量的遍历器类型，用来定义位置指针。,it：位置指针，*it：表示间接访问位置指针所指向的向量元素。,其它常用的操作,3. 向量的基本操作（续）,例如： a.assign(b.begin(),b.begin()+3）; /取b向量的前3个元素构成新的向量赋给a向量。,assign()函数：向调用该函数的向量赋值。,back()函数：访问向量的最后一个元素。,例如： int x=a.back();/将a的最后一个元素的值做为x的初值,3. 向量的基本操作（续）,例如： a.clear(); couta.size();/显示0,clear()函数：清空向量，使向量中不再有元素。,例如： int x=a.front();/取a的第一个元素的值做为x的初值,front()函数：访问向量的第一个元素。,3. 向量的基本操作（续）,例如： if (a.empty() cout“a is empty”,empty()函数：判断向量是否为空，返回值为布尔量。,例如： a.push_back(5);/在a向量最后一个元素之后插入5。,pop_back()函数：删除向量的最后一个元素。,push_back()函数：在向量的最后一个元素之后插入一个新元素。,3. 向量的基本操作（续）,例如： a.resize(10); /将向量a的元素个数调至10，多则删，少则补 a.resize(10,2);/将向量a的元素个数调至10，多则删，少则补 增补的元素的值为2,resize()函数：调整向量空间（增加或减少元素个数）。,向量的关系运算：=、！=、=,例如： if (a=b) cout “向量a等于向量b“;,3. 向量的基本操作（续）,例3-13 各种向量操作的程序验证。,#include #include using namespace std; main() vector c1(20,a); cout b(a,a+7); cout“b向量元素个数：”b.size()endl;/显示7 /以方式一访问向量元素 for (int i=0;ib.size();i+) cout bi“ “;/访问向量b的所有元素 coutendl;,/以方式二访问向量元素 for (vector :iterator it=b.begin();it!=b.end();it+) cout *it“ “;/访问向量b的所有元素 coutendl; /调整向量大小 b.resize(10,2); cout“b向量元素个数：“b.size()endl; for (i=0;ib.size();i+) cout bi“ “;/按方式一访问向量b的所有元素 coutendl; /插入新元素 b.push_back(3); cout“b向量元素个数：“b.size()endl; for (i=0;ib.size();i+) cout bi“ “;/按方式一访问向量b的所有元素 coutendl;,/充空向量 b.clear(); cout:iterator it1=c1.begin();it1!=c1.end();it1+) cout *it1“ ”;/按方式二访问向量c1的所有元素 coutendl; for (i=0;ic1.size();i+) cout c1i“ ”;/按方式一访问向量c1的所有元素 coutendl; ,4. 向量的应用举例,例3-14 文件aaa.txt中存放一些整数（个数不知），请统计这些整数中有多少两两相等，并输出统计结果。,12 3 45 67 8 9 56 232 12 23 12 1 8 1212 2312,分析,（1）按题意，存放在文件中的整数之中，共有四对整数两两相等，分别是第一、二、三行的12和第一、四行的8。,（2）必须将文件中的整数集读入到内存，方能进行判断和统计。,4. 向量的应用举例（续）,12 3 45 67 8 9 56 232 12 23 12 1 8 1212 2312,（3）由于不能事先确定文件中的整数个数，所以用数组来存放这些整数显然不太合适。,（4）因为向量可以动态地改变大小，所以用向量来保存从文件读入的整数是比较合适的，这种方法可以视为“用向量来实现动态数组”。,（5）先创建一个空向量，然后伴随读文件操作，不断地往向量中添加所读入的整数。,（6）查找向量中两两相等的整数并计数。,程序,#include #include #include using namespace std; main() ifstream in(“aaa.txt“);/打开aaa文件 vector s;/创建空向量s int pair=0; /读文件并将读入的整数插入到向量s的末端 for (int a;ina;) s.push_back(a); /查找向量中两两相等的整数 for (int i=0;is.size()-1;i+) for (int j=i+1;js.size();j+) if (si=sj) pair+; cout pairendl; ,3.7 指针（Pointers）,3.7.1 指针的概念,1. 什么叫指针,指针是C+ 提供的一种颇具特色的数据类型，允许直接获取和操纵数据地址，实现动态存储分配。,一个数据对象的内存地址称为该数据对象的指针 。,指针可以表示各种数据对象，例如：简单变量、数组、数组元素、结构体甚至函数。,换句话说：指针具有不同的类型，可以指向不同的数据存储体（存储其地址或首地址）。,1. 什么叫指针（续）,例3-15 分析下面的说明语句和赋值表达式：,int *point1,a=123,b=567; double point220; point1=,point1和point2都是指针；,执行point1=&a操作后，point1存放变量a的地址，它指向变量a 的存储空间。如下图所示：,point2是数组名又是指向数组第一个元素的指针，如下图所示：,1. 什么叫指针（续）,double point220; int a=123, b=567; point1=,注意：指针中的内容是可以动态改变的，例如point1原来指向变量a，当执行了point1 = &b操作后，即指向变量b：,2 指针的作用,（1） 实现复杂的数据结构，例如数组、链表、队列和堆栈等；,（2）能方便地表示和处理字符串；,例如： char s120=a,b,0,*sp1; sp1=s1;/s1和sp1都代表字符串 “ab”,2 指针的作用（续）,（4） 在函数之间进行数据的双向传递,将函数的参数定义成指针类型，调用函数时对应的实参必须是某个数据对象的地址或首地址，也即采用传地址的方式，这样就可以实现数据的双向传递。,对于程序中所包含的大存储量的数据对象，一般用预先定义的指针变量来表示，当实际使用时才动态申请实际的存储空间，使用完毕立即释放。,（3） 实现动态存储分配,3指针类型,指针类型属于非标准类型，其取值是所表示的数据对象的内存地址，所以其值域是内存地址集，其长度与int类型相同。,语法, *,解释,类型，是指针类型的基类型，也即指针所指向的数据对象的类型，可以是任何合法的数据类型。,3指针类型 （续）, *,定义指针类型和声明指针变量是同时进行的。,例如： int *a; 该语句既定义了整型指针int *，同时又声明了 整型指针变量a。,*，作用在各个标识符上，表示该标识符所标识的变量是指针变量。,3.7.2 声明指针变量,1. 指针变量,所谓指针变量就是类型为指针类型的变量。用说明语句来声明指针变量。,语法, *,*,*;,解释,类型：用来指明指针类型的基类型，可以是任何合法的数据类型。例如整型、字符型、浮点型、数组等等。,标识符：标识指针数据对象，被标识的对象可以是基本变量、数组、函数等。,举例,3.7.2 声明指针变量（续）,例3-16 分析和比较下面的语句所声明的四种不同数据对象。 char s1,s2100=a,b,c,d,n,*s3,*s4100;,上面的语句声明了四个变量：,s1是字符型变量，只能存放单个字符 ；,s2是字符数组，最多可以存放100个字符，而数组名s2本身又是一个指针，它存放数组的首地址（也即存放第一个元素的地址）；,s3是字符型指针变量，用来存放字符数据的内存地 址或字符串的首地址。如果其中存放的是字符串的 首地址，则它指向一个字符串，或者说它代表一个 字符串，例如，执行s3=s2后，则s2等价于s3：,3.7.2 声明指针变量（续）,例3-16 分析和比较语句： char s1,s2100=a,b,c,d,n,*s3,*s4100; 所声明的四种不同数据对象。,s2，s3两者的关系如下图所示：,3.7.2 声明指针变量（续）,例3-16 分析和比较语句： char s1,s2100=a,b,c,d,n,*s3,*s4100; 所声明的四种不同数据对象。,s4是字符型指针数组，最多可以存放100个字符串的指针（地址），也即每一个元素都可能指向一个字符串，如下图所示：,2. 指针变量的初始化,可以在定义指针变量的同时给其赋初值（赋予某个数据对象的内存地址或空值（NULL）。,指针初始化的过程也称为建立指针。,例如： int i=10; int *iptr = ,上面的说明语句在声明指针变量iptr的同时即赋予初值，其初值是i的地址。也即iptr指向整型变量i，对于iptr的访问（可以表示成*iptr）也就是对i的访问。,#include main() int i=10; int *iptr = ,3几点说明,（1）标识符前面的“*”并不是名称的一部分，而表示该数据对象的类型为指针类型，也即声明该数据对象是指针类型数据对象。,（2）指针变量可以和其它变量在同一语句中声明。,例如: double d1,*d2；,（3）指针变量只能存放相同基类型的数据对象的内存地址，例如整型指针只能存放整型变量的地址。换句话说，一个指针变量在任何时候都只能指向同一基类型的数据对象。, *,*,*;,这就是所谓“指针类型与实际存储的匹配”问题 ，例如：,3几点说明（续）,（3）指针变量只能存放相同基类型的数据对象的内存地址。换句话说，一个指针变量在任何时候都只能指向同一基类型的数据对象。,例如： char *c； int i; c=,错误的赋值，因为c只能指向字符或字符串。,（4）由于指针类型的值域是内存地址集，实际上是整数的