C++语法基础(5)——数组与字符串

• 数组
• • 一维数组
  • • 什么是数组
    • 声明数组
    • 访问数组元素
    • 初始化数组
    • 数组输入输出
  • 多维数组
  • • 声明二维数组
    • 二维数组访问元素
    • 初始化二维数组
    • 二维数组的输入输出
    • 多维数组的用法
• 字符串
• • 字符数组
  • • 字符数组与字符串
    • 字符数组的输入输出
    • 字符数组型字符串的常用操作

• C++使用数组来实现一次性声明很多变量的功能，具有以下特性：
  • 创建后的数组大小固定
  • 同一数组中的元素类型相同
  • 是一系列数据顺序集合
• 如果把变量比做一个小盒子，每个盒子里装一个数据。那么，数组就像是一整排的盒子，它可以装大量的数据。

• 在C++中声明数组时，需要指定元素类型、数组名称以及数组长度：

元素类型 数组名称[数组长度];

• 数组的元素类型只需指定一次，代表整个数组中所有元素的类型
• 数组长度代表数组容纳元素的数量，必须是一个固定的整型常量，不能是变量

int sales[6];

在声明数组后，内存会为数组分配一块连续的空间。我们可以从内存的角度再来理解一下数组：数组中包含若干个元素，每个元素都是一个变量，因此每个元素都是有地址的，而数组名其实表示的就是第一个元素的起始地址。

• 声明一个数组之后，数组中的每个元素可以通过索引来访问
  • 数组的索引的范围是从0到 数组长度-1
  • 数组元素的访问形式是数组名称[索引序号]

cin >> sales[0];, scanf("%d", &sales[0]);
cout << sales[0];, printf("%d ", sales[0]);
sales[0] = 3;
int a = sales[0];
sales[0] += 3;

• 在C++中，数组的初始化有如下两种方式：
  • 一种初是在声明的同时，使用大括号包含对应数值，直接对整个数组初始化
  • 另一种初始化方式是在声明之后，逐个访问数组元素进行一一初始化赋值
• 选择直接对整个数组初始化时：
  • 常规int sales[6] = {1, 3, 5, 7, 9, 11}
  • int sales[6] = {1, 3},得到1, 3, 0, 0, 0, 0
  • `int sales[6] = {0} 数组全部初始化为0
  • 可以省略括号中的数组长度 int sales[] = {1, 3, 5, 7, 9, 11}
• 选择在声明之后对数组中的元素逐个进行初始化赋值时：

int sales[6];
for (int i = 0; i < 6; i++) {
    sales[i] = 2 * i + 1;
}

• 在C++中，普通的一维数组只能对单个元素进行输入输出。

int sales[6] = {0};
cin >> sales[0];
scanf("%i", &sales[1]);

cout << sales_4[0];
printf("%i", sales[1]);

元素类型 数组名称[数组第一个维度长度][数组第二个维度长度]

int scores[5][3];

通过scores[1]访问第2个数组，再通过scores[1][2]访问该数组的第3个元素

int scores[5][3] = {  
 {8, 4, 6} ,   
 {5, 6, 3} ,   
 {3, 2, 4} ,   
 {8, 7, 6} ,   
 {7, 9, 8} ,   
};

// 或者省略掉第二层的大括号
int scores[5][3] = {8, 4, 6, 5, 6, 3, 3, 2, 4, 8, 7, 6, 7, 9, 8};

int scores[5][3];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    for (int j = 0; j < 3; j++) cin >> scores[i][j];
}

• 在C++中，和一维数组一样，普通的二维数组也只能对单个元素进行输入输出。

int scores[5][3] = {0};

cin >> scores[0][0];
scanf("%i", &scores[0][1]);

cout << scores[0][0];
printf("%i", scores[0][1]);

• 小键发现在第二轮，评委1对选手1还没有打分，想要在使用-1初始化后，再通过输入修正分数；
• 对于修正后的数组，小键需要逐个输出每个选手的得分，并计算输出每位选手的平均得分（向下取整）。

// 声明并初始化得分，第二轮此时评委1对选手1还没有打分
int scores[5][3][2] = {
    {{8, -1}, {4, 3}, {6, 5}},
    {{5, 6}, {6, 5}, {3, 8}},
    {{3, 8}, {2, 9}, {4, 7}},
    {{8, 7}, {7, 5}, {6, 3}},
    {{7, 7}, {9, 7}, {8, 9}}
};

int avg_score, score_sum;

// 通过输入修正分数
scanf("%i", &scores[0][0][1]);

for (int i=0; i<5; i++) {
    score_sum = 0;
    cout << "选手" << (i+1);
    
    // 对该选手的每一轮打印分数并统计平均分
    for (int k=0; k<2; k++){
        cout << "第" << (k+1) << "轮得分：";
        avg_score = 0;
        
        // 计算该选手在该轮的平均分
        for (int j=0; j<3; j++) {
            avg_score += scores[i][j][k];
            cout << scores[i][j][k] << " ";
        }
        cout << endl;
        avg_score /= 3;
        
        // 该选手的总得分加上该轮的平均分
        score_sum += avg_score;
    }
    
    cout << score_sum << endl;
}

字符串，比如："XiaoMing"、"LaoWang"和"HanMeimei"等。
由于字符变量能存储一个字符，对于一个字符串，可以用类型是char的数组来存储，这类数组称为字符数组。

• "abcd’e"字符串中一共有8个字符。其中5个字符是abcde，其余3个是转义字符：反斜杆，’ 单引号和结束标志。

• 由一系列字符组成的一个处理单位称为字符串，如一个单词或一个句子。
  • C++ 中的字符串常量是用一对双引号括起来，由 '' 作为结束符的一组字符。
• 不含任何字符的字符串称为空字符串，用一对双引号表示，即""。空字符串并不是不占空间，而是占用了 11 字节的空间，这个字节中储存了一个''。
• 通常用一个字符数组来保存字符串，即所有元素的类型都是字符型的数组
  • 由于字符串以 '' 作为结束符，因此所需的储存空间比实际的字符串长度大1。
    Tips：在 C++ 中，'a' 和 "a" 是不一样的，前者是一个字符常量，在内存中占 1 字节，后者是一个字符串，占 2 字节的空间，第 1 个字节储存了字母 a 的内码值，第二个字节储存了 ''。
• char userName[11]就可以声明一个名字叫userName的字符数组型字符串，这个数组最多能存放一个长度为10的字符串。
  初始化：
• 字符数组初始化的程序段（一）

// 第一种：给每个元素指定初始化值
// 依次赋初值，剩下的会默认被初始化为
char userName[11] = {'L', 'a', 'o', 'W', 'a', 'n', 'g', ''};
char userName[11] = {'L', 'a', 'o', 'W', 'a', 'n', 'g'};

// 和普通数组一样，元素个数可以省略，c++会自动识别长度为8
char userName[] = {'L', 'a', 'o', 'W', 'a', 'n', 'g', ''};

• 第二种是使用字符串常量初始化字符数组

//第二种：使用字符串常量初始化字符数组
char userName[11] = {"LaoWang"};
// 大括号可以省略
char userName[11] = "LaoWang";

• 方式一：使用cin和cout

char ch[11];
cin >> ch;

 - 输入的时候，使用`cin`语句，会不断的读入字符串，直到遇到一个空白字符（空格、回车或者制表符）就结束读入
 - 用`cin`向计算机输入一串字符时，输入的字符的数量应该少于已定义的字符数组的长度，否则会出现问题
 - 如果输入的字符的数量小于字符数组长度时，剩下的部分会默认补上`''`

cout << ch;

 - 从字符数组的第一个字符开始输出，直到遇到 `''`（不会输出`''`）
 - 如果一个字符数组中包含一个以上`''`，则遇第一个`''`时`cout`输出就结束

• 方式二：用scanf printf也可以输入输出字符串
• 字符的输入用scanf("%c", &变量名)，而输入一个字符串用scanf("%s", 数组名)

scanf("%s", userName);

• 注意，因为是字符串也是一个字符数组，scanf里，数组前不需要加&，只有变量名字需要加&。

• 字符的输出用 printf("%c", &变量名)，而输出一个字符串用printf("%s", 数组名)

printf("%s", userName);

• 连接字符串 使用strcat(s1, s2)函数可以把字符串s2 连接到s1的末尾。
• 获取字符串长度 使用strlen(s1)函数可以返回字符串s1的有效字符数。比如"yes"的长度就是3。
• 比较字符串的字典序 使用strcmp(s1, s2)函数可以比较两个字符串之间的字典序：如果s1和s2是相同的，会返回0；如果s1的字典序在s2前面，则返回值会小于0；如果s1的字典序在s2后面，则返回值会大于0。
• 复制字符串 使用strcpy(s1, s2)函数可以复制字符串 s2到字符串s1。如果s2比s1短，那么s1这个数组后面没被覆盖的部分不会改变。比如s1存的是{q, w, e, r, }, s2存的是{a, s, }，那么使用strcpy(s1, s2)后，s1前五位应该是{a, s, , r, }。
• 字符串替换 用str2替换str1中0~3的位置，3处为空，没有进行替换，实际只替换了0~2的位置，最后str1变为efgd。

string str1 = "abcd";
string str2 = "efg";
str1.replace(0, 3, str2);
cout << str1;