C++基础（三）

0x09 数字

通常，当我们需要用到数字时，我们会使用原始的数据类型，如 int、short、long、float 和 double 等等。这些用于数字的数据类型，其可能的值和数值范围

常用姿势
#include <iostream>
using namespace std;
 
int main ()
{
   // 数字定义
   short  s;
   int    i;
   long   l;
   float  f;
   double d;
   
   // 数字赋值
   s = 10;      
   i = 1000;    
   l = 1000000; 
   f = 230.47;  
   d = 30949.374;
   
   // 数字输出
   cout << "short  s :" << s << endl;
   cout << "int    i :" << i << endl;
   cout << "long   l :" << l << endl;
   cout << "float  f :" << f << endl;
   cout << "double d :" << d << endl;
 
   return 0;
}

数学函数

序号	函数 & 描述
1	double cos(double); 该函数返回弧度角（double 型）的余弦。
2	double sin(double); 该函数返回弧度角（double 型）的正弦。
3	double tan(double); 该函数返回弧度角（double 型）的正切。
4	double log(double); 该函数返回参数的自然对数。
5	double pow(double, double); 假设第一个参数为 x，第二个参数为 y，则该函数返回 x 的 y 次方。
6	double hypot(double, double); 该函数返回两个参数的平方总和的平方根，也就是说，参数为一个直角三角形的两个直角边，函数会返回斜边的长度。
7	double sqrt(double); 该函数返回参数的平方根。
8	int abs(int); 该函数返回整数的绝对值。
9	double fabs(double); 该函数返回任意一个十进制数的绝对值。
10	double floor(double); 该函数返回一个小于或等于传入参数的最大整数。

#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
 
int main ()
{
   // 数字定义
   short  s = 10;
   int    i = -1000;
   long   l = 100000;
   float  f = 230.47;
   double d = 200.374;

   // 数学运算
   cout << "sin(d) :" << sin(d) << endl;
   cout << "abs(i)  :" << abs(i) << endl;
   cout << "floor(d) :" << floor(d) << endl;
   cout << "sqrt(f) :" << sqrt(f) << endl;
   cout << "pow( d, 2) :" << pow(d, 2) << endl;
 
   return 0;
}

随机数

在许多情况下，需要生成随机数。关于随机数生成器，有两个相关的函数。一个是 rand()，该函数只返回一个伪随机数。生成随机数之前必须先调用 srand() 函数。

下面是一个关于生成随机数的简单实例。实例中使用了 time() 函数来获取系统时间的秒数，通过调用 rand() 函数来生成随机数：

#include <iostream>
#include <ctime>
#include <cstdlib>

using namespace std;
 
int main ()
{
   int i,j;
 
   // 设置种子
   srand( (unsigned)time( NULL ) );

   /* 生成 10 个随机数 */
   for( i = 0; i < 10; i++ )
   {
      // 生成实际的随机数
      j= rand();
      cout <<"随机数： " << j << endl;
   }

   return 0;
} 

0x10 数组

简介

C++ 支持数组数据结构，它可以存储一个固定大小的相同类型元素的顺序集合。数组是用来存储一系列数据，但它往往被认为是一系列相同类型的变量。

数组的声明并不是声明一个个单独的变量，比如 number0、number1、...、number99，而是声明一个数组变量，比如 numbers，然后使用 numbers[0]、numbers[1]、...、numbers[99] 来代表一个个单独的变量。数组中的特定元素可以通过索引访问。

所有的数组都是由连续的内存位置组成。最低的地址对应第一个元素，最高的地址对应最后一个元素。

实际使用

声明数组

声明一个数组，需要指定元素的类型和元素的数量，如下所示：
type arrayName [ arraySize ];

这叫做一维数组。arraySize 必须是一个大于零的整数常量，type 可以是任意有效的 C++ 数据类型。例如，要声明一个类型为 double 的包含 10 个元素的数组 balance，声明语句如下：
double balance[10];
现在 balance 是一个可用的数组，可以容纳 10 个类型为 double 的数字。

初始化数组

double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
大括号 { } 之间的值的数目不能大于我们在数组声明时在方括号 [ ] 中指定的元素数目。

如果省略掉了数组的大小，数组的大小则为初始化时元素的个数。因此，如果：
double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};

访问数组

double salary = balance[9];

实例

#include <iostream>
using namespace std;

#include <iomanip>
using std::setw;

int main()
{
    int n[10]; // 声明数组  n 是一个包含 10 个整数的数组

    // 初始化数组元素          
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        n[i] = i + 100; // 设置元素 i 为 i + 100
    }
    cout << "Element" << setw(13) << "Value" << endl;

    // 输出数组中每个元素的值                     
    for (int j = 0; j < 10; j++)
    {
        cout << setw(7) << j << setw(13) << n[j] << endl;
    }

    return 0;
}

0x11 字符串

C风格字符串

C 风格的字符串起源于 C 语言，并在 C++ 中继续得到支持。字符串实际上是使用 null 字符 '' 终止的一维字符数组。因此，一个以 null 结尾的字符串，包含了组成字符串的字符。

下面的声明和初始化创建了一个 "Hello" 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词 "Hello" 的字符数多一个。char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ''};

依据数组初始化规则，可以把上面的语句写成以下语句：

char greeting[] = "Hello";

不需要把 null 字符放在字符串常量的末尾。C++ 编译器会在初始化数组时，自动把 '' 放在字符串的末尾
#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	char greeting[6] = { 'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0' };

	cout << "Greeting message: " << endl;
	cout << greeting << endl;

	return 0;
}

C++中的函数操作以null结尾的字符串

序号	函数 & 目的
1	strcpy(s1, s2); 复制字符串 s2 到字符串 s1。
2	strcat(s1, s2); 连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾。
3	strlen(s1); 返回字符串 s1 的长度。
4	strcmp(s1, s2); 如果 s1 和 s2 是相同的，则返回 0；如果 s1<s2 则返回小于 0；如果 s1>s2 则返回大于 0。
5	strchr(s1, ch); 返回一个指针，指向字符串 s1 中字符 ch 的第一次出现的位置。
6	strstr(s1, s2); 返回一个指针，指向字符串 s1 中字符串 s2 的第一次出现的位置。

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

int main ()
{
   char str1[11] = "Hello";
   char str2[11] = "World";
   char str3[11];
   int  len ;

   // 复制 str1 到 str3
   strcpy( str3, str1);
   cout << "strcpy( str3, str1) : " << str3 << endl;

   // 连接 str1 和 str2
   strcat( str1, str2);
   cout << "strcat( str1, str2): " << str1 << endl;

   // 连接后，str1 的总长度
   len = strlen(str1);
   cout << "strlen(str1) : " << len << endl;

   return 0;
}

C++中的string类

C++ 标准库提供了 string 类类型，支持上述所有的操作，另外还增加了其他更多的功能

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main ()
{
   string str1 = "Hello";
   string str2 = "World";
   string str3;
   int  len ;

   // 复制 str1 到 str3
   str3 = str1;
   cout << "str3 : " << str3 << endl;

   // 连接 str1 和 str2
   str3 = str1 + str2;
   cout << "str1 + str2 : " << str3 << endl;

   // 连接后，str3 的总长度
   len = str3.size();
   cout << "str3.size() :  " << len << endl;

   return 0;
} 

0x12 指针

每个变量都有一个内存位置，每一个内存位置都定义了可使用连字号&，运算符访问的地址，表示了内存中的地址
#include <iostream>

using namespace std;

int main()
{
	int  var1;
	char var2[10];

	cout << "var1 变量的地址： ";
	cout << &var1 << endl;

	cout << "var2 变量的地址： ";
	cout << &var2 << endl;

	return 0;
}

指针

指针也是一个变量，其值为另一个变量的地址，即内存位置的直接地址，同其他变量或常量一样，使用指针存储其他变量地址钱必须对其进行声明，格式如下：
type *var-name;

type是指针的基类型，必须是一个有效的C++数据类型，var-name为指针变量的名称，用来声明指针的*同乘法是一样的
    
int    *ip;    /* 一个整型的指针 */
double *dp;    /* 一个 double 型的指针 */
float  *fp;    /* 一个浮点型的指针 */
char   *ch     /* 一个字符型的指针 */

所有指针的值的实际数据类型，整型、浮点型、字符型均一样，每个都代表内存地址的十六进制数，不同数据类型的指针间唯一不同：指针所指的变量或常量的数据类型不同

C++中使用指针

定义一个指针变量、把变量地址赋值给指针、访问指针变量中可用地址的值。这些是通过使用一元运算符 * 来返回位于操作数所指定地址的变量的值

#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
	int  var = 20;   // 实际变量的声明
	int *ip;        // 指针变量的声明

	ip = &var;       // 在指针变量中存储 var 的地址

	cout << "Value of var variable: ";
	cout << var << endl;

	// 输出在指针变量中存储的地址
	cout << "Address stored in ip variable: ";
	cout << ip << endl;

	// 访问指针中地址的值
	cout << "Value of *ip variable: ";
	cout << *ip << endl;

	return 0;
}