[Objective-C语言教程]数组(14)
Objective-C编程语言提供了一种叫作数组的数据结构,它可以存储相同类型的固定大小顺序元素的集合。数组用于存储数据集合,但将数组视为相同类型的变量集合通常更有用。
可以声明一个数组变量(例如numbers
)并使用numbers[0]
,numbers[1]
和...
,numbers[99]
来表示单个变量,例如:number0
,number1
,...
和number99
,而不是声明单个变量。 使用索引来访问数组中的特定元素。
所有数组都包含连续的内存位置。 最低地址对应于第一个元素,最高地址对应于最后一个元素。
1. 声明数组
在Objective-C中声明一个数组,程序员需要指定元素的类型和数组所需的元素数量,如下所示 -
type arrayName [ arraySize ];
这称为一维数组。 arraySize
必须是大于零的整数常量,type
可以是任何有效的Objective-C数据类型。 例如,要声明一个名称为balance
的double
类型的10
元素数组,请使用此语句 -
double balance[10];
现在,balance
是一个变量数组,最多可容纳10
个double
类型。
2. 初始化数组
可以逐个初始化Objective-C中的数组,也可以使用单个语句,如下所示 -
double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
大括号{}
之间的值的数量不能大于在方括号[]
之间为数组声明的元素的数量。以下是分配数组的单个元素的示例 -
如果省略数组的大小,则会创建一个足以容纳初始化的数组。 因此,如果这样写 -
double balance[] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0};
这将创建与上一示例中完全相同的数组。
balance[4] = 50.0;
上面的语句将数组中的第5
元素赋值为50.0
。 具有第四个索引的数组它拥有5
个元素,因为所有数组都将0
作为第一个元素的索引,也称为基本索引。 以下是上面讨论的相同数组的图形表示 -
3. 访问数组元素
通过索引数组名称来访问元素。通过将元素的索引放在数组名称后面的方括号中来完成的。 例如 -
double salary = balance[9];
上面的语句将从数组中取出第10
个元素,并将值赋给salary
变量。 以下是一个例子,它将使用上述所有三个概念,即数组声明,分配和访问数组 -
1 #import <Foundation/Foundation.h> 2 3 int main () { 4 int n[ 10 ]; /* n 是10个整数的数组 */ 5 int i,j; 6 7 /* 从 n 到 0 初始化数组的值 */ 8 for ( i = 0; i < 10; i++ ) { 9 n[ i ] = i + 100; /* 从i 至 i + 100 设置数组元素的值 */ 10 } 11 12 /* 输出每个数组元素的值 */ 13 for (j = 0; j < 10; j++ ) { 14 NSLog(@"Element[%d] = %d\n", j, n[j] ); 15 } 16 17 return 0; 18 }
执行上面示例代码,得到以下结果:
1 2018-11-15 02:52:00.725 main[97171] Element[0] = 100 2 2018-11-15 02:52:00.727 main[97171] Element[1] = 101 3 2018-11-15 02:52:00.727 main[97171] Element[2] = 102 4 2018-11-15 02:52:00.727 main[97171] Element[3] = 103 5 2018-11-15 02:52:00.728 main[97171] Element[4] = 104 6 2018-11-15 02:52:00.728 main[97171] Element[5] = 105 7 2018-11-15 02:52:00.728 main[97171] Element[6] = 106 8 2018-11-15 02:52:00.728 main[97171] Element[7] = 107 9 2018-11-15 02:52:00.728 main[97171] Element[8] = 108 10 2018-11-15 02:52:00.728 main[97171] Element[9] = 109
4. Objective-C数组详细介绍
数组对Objective-C很重要,需要更多细节。 以下几个与数组相关的重要概念应该对Objective-C程序员清楚 -
编号 | 概念 | 描述 |
---|---|---|
1 | 多维数组 | Objective-C支持多维数组,多维数组的最简单形式是二维数组。 |
2 | 将数组传递给函数 | 通过指定不带索引的数组名称来向函数传递指向数组的指针。 |
3 | 从函数返回数组 | Objective-C允许函数返回一个数组。 |
4 | 指向数组的指针 | 只需指定数组名称即可生成指向数组第一个元素的指针,而无需任何索引。 |
4.1 多维数组
Objective-C编程语言允许多维数组,下面是多维数组声明的一般形式 -
type name[size1][size2]...[sizeN];
例如,以下声明创建一个三维:5
,10
,4
整数数组 -
int threedim[5][10][4];
4.11 二维数组
多维数组的最简单形式是二维数组。 实质上,二维数组是一维数组的列表。 要声明一个大小为x
,y
的二维整数数组,可以参考如下代码 -
type arrayName [ x ][ y ];
其中,type
可以是任何有效的Objective-C数据类型,arrayName
是有效的Objective-C标识符。可将二维数组视为一个表格,其中包含x
行和y
列。包含3
行4
列的二维数组a
,如下所示 -
因此,数组a
中的每个元素都由a[i][j]
形式的元素名称标识,其中a
是数组的名称,i
和j
是唯一标识数组a
中每个元素的下标。
4.12. 初始化二维数组
通过为每行指定括号值来初始化多维数组。以下是一个包含3
行的数组,每行有4
列。
1 int a[3][4] = { 2 {0, 1, 2, 3} , /* 第0行索引的初始值设定项 */ 3 {4, 5, 6, 7} , /* 第1行索引的初始值设定项 */ 4 {8, 9, 10, 11} /* 第2行索引的初始值设定项 */ 5 };
指示预期行的嵌套大括号是可选的。 以下初始化数组等同于前面的示例 -
int a[3][4] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11};
4.13 访问二维数组元素
通过使用下标(即,数组的行索引和列索引)来访问二维数组中的元素。 例如 -
int val = a[2][3];
上面的语句将从数组的第3
行获取第4
个元素。可以在上图中验证它,阅读下面的程序,使用嵌套循环来处理(访问)二维数组 -
1 #import <Foundation/Foundation.h> 2 3 int main () { 4 5 /* 定义一个 5行 2 列的二维数组 */ 6 int a[5][2] = { {0,0}, {1,2}, {2,4}, {3,6},{4,8}}; 7 int i, j; 8 9 /* 输出每个元素的值 */ 10 for ( i = 0; i < 5; i++ ) { 11 for ( j = 0; j < 2; j++ ) { 12 NSLog(@"a[%d][%d] = %d\n", i,j, a[i][j] ); 13 } 14 } 15 16 return 0; 17 }
执行上面示例代码,得到以下结果:
1 2018-11-15 03:19:28.766 main[119405] a[0][0] = 0 2 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[0][1] = 0 3 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[1][0] = 1 4 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[1][1] = 2 5 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[2][0] = 2 6 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[2][1] = 4 7 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[3][0] = 3 8 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[3][1] = 6 9 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[4][0] = 4 10 2018-11-15 03:19:28.768 main[119405] a[4][1] = 8
如上所述,可以拥有任意数量的数组,但创建的大多数数组一般都是一维或二维。
4.2 将数组传递给函数
如果要将一维数组作为参数传递给函数,则必须以下列三种方式之一声明函数形式参数,并且所有三种声明方法都会产生类似的结果,因为每个都告诉编译器接受一个整数指针。类似地,可以将多维数组作为形式参数传递。
方式-1
使用指针形式参数如下(在下一章学习指针的用法)。
1 - (void) myFunction(int *) param { 2 . 3 . 4 . 5 }
方式-2
使用大小数组的形式参数如下 -
1 - (void) myFunction(int [10] )param { 2 . 3 . 4 . 5 }
方式-3
形式参数作为未指定大小数组如下 -
1 -(void) myFunction: (int []) param { 2 . 3 . 4 .
示例
现在,考虑以下函数,它将数组作为参数与另一个参数一起使用,并根据传递的参数,它将返回通过数组传递的数值的平均值,如下所示 -
1 -(double) getAverage:(int []) arr andSize:(int) size { 2 int i; 3 double avg; 4 double sum; 5 6 for (i = 0; i < size; ++i) { 7 sum += arr[i]; 8 } 9 10 avg = sum / size; 11 return avg; 12 }
现在,将上述函数调用如下 -
1 #import <Foundation/Foundation.h> 2 3 @interface SampleClass:NSObject 4 5 /* 函数声明 */ 6 -(double) getAverage:(int []) arr andSize:(int) size; 7 8 @end 9 10 @implementation SampleClass 11 12 -(double) getAverage:(int []) arr andSize:(int) size { 13 int i; 14 double avg; 15 double sum =0; 16 17 for (i = 0; i < size; ++i) { 18 sum += arr[i]; 19 } 20 21 avg = sum / size; 22 return avg; 23 } 24 25 @end 26 int main () { 27 28 /* 一个拥有 5 个元素的数组 */ 29 int balance[5] = {1000, 2, 3, 17, 50}; 30 double avg; 31 32 SampleClass *sampleClass = [[SampleClass alloc]init]; 33 /* 将指针传递给数组作为参数 */ 34 avg = [sampleClass getAverage:balance andSize: 5] ; 35 36 /* 输出返回值 */ 37 NSLog( @"Average value is: %f ", avg ); 38 39 return 0; 40 }
执行上面示例代码,得到以下结果:
2018-11-15 03:28:08.265 main[86840] Average value is: 214.400000
如上所见,就函数而言,数组的长度无关紧要,因为Objective-C不对形式参数执行边界检查。
4.3 从函数返回数组
Objective-C编程语言不允许将整个数组作为参数返回给函数。 但是,可以通过指定不带索引的数组名称来返回指向数组的指针。 我们将在下一节学习指针,读者可可以跳过本节,直到理解Objective-C中的指针概念,然后再返回学习本节内容。
如果要从函数返回一维数组,则必须声明一个返回指针的函数,如下例所示 -
1 int * myFunction() { 2 . 3 . 4 . 5 }
要注意的是Objective-C不主张将局部变量的地址返回到函数外部,因此必须将局部变量定义为静态变量。
现在,考虑以下函数,它将生成10
个随机数,并将它们放入数组返回,调用此函数如下 -
1 #import <Foundation/Foundation.h> 2 3 @interface SampleClass:NSObject 4 - (int *) getRandom; 5 @end 6 7 @implementation SampleClass 8 9 /* 用于生成和返回随机数的函数 */ 10 - (int *) getRandom { 11 static int r[10]; 12 int i; 13 14 /* 设置随机种子 */ 15 srand( (unsigned)time( NULL ) ); 16 for ( i = 0; i < 10; ++i) { 17 r[i] = rand(); 18 NSLog( @"r[%d] = %d\n", i, r[i]); 19 } 20 21 return r; 22 } 23 24 @end 25 26 /* 调用上面定义的函数的主函数 */ 27 int main () { 28 29 /* 一个指向int的指针 */ 30 int *p; 31 int i; 32 33 SampleClass *sampleClass = [[SampleClass alloc]init]; 34 p = [sampleClass getRandom]; 35 for ( i = 0; i < 10; i++ ) { 36 NSLog( @"*(p + %d) : %d\n", i, *(p + i)); 37 } 38 39 return 0; 40 }
执行上面示例代码,得到以下结果:
1 2018-11-15 03:34:00.443 main[117032] r[0] = 932030458 2 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[1] = 1604274933 3 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[2] = 996406515 4 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[3] = 1073657342 5 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[4] = 1208715588 6 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[5] = 611149669 7 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[6] = 417647883 8 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[7] = 1140301536 9 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[8] = 95760175 10 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] r[9] = 2100150993 11 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 0) : 932030458 12 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 1) : 1604274933 13 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 2) : 996406515 14 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 3) : 1073657342 15 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 4) : 1208715588 16 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 5) : 611149669 17 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 6) : 417647883 18 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 7) : 1140301536 19 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 8) : 95760175 20 2018-11-15 03:34:00.445 main[117032] *(p + 9) : 2100150993
4.4 指向数组的指针
在学习与Objective-C中的指针相关的章节之前,您理解本章很可能有点吃力。
因此,在学习本节之前,我们假设您对Objective-C编程语言中的指针有一点了解。数组名称是指向数组第一个元素的常量指针。 因此,在声明中 -
double balance[50];
balance
是指向&balance [0]
的指针,它是balance
数组的第一个元素的地址。 因此,以下程序片段为p
分配第一个balance
元素的地址 -
1 double *p; 2 double balance[10]; 3 4 p = balance;
将数组名称用作常量指针是合法的,反之亦然。 因此,*(balance + 4)
是balance[4]
访问数据的合法方式。
将第一个元素的地址存储在p
中后,可以使用* p
,*(p + 1)
,*(p + 2)
等访问数组元素。 以下是显示上述所有概念的示例 -
1 #import <Foundation/Foundation.h> 2 3 int main () { 4 5 /* 一个拥有 5 个元素的数组 */ 6 double balance[5] = {1000.0, 2.0, 3.4, 17.0, 50.0}; 7 double *p; 8 int i; 9 10 p = balance; 11 12 /* 输出数组中所有元素的值 */ 13 NSLog( @"Array values using pointer\n"); 14 for ( i = 0; i < 5; i++ ) { 15 NSLog(@"*(p + %d) : %f\n", i, *(p + i) ); 16 } 17 18 NSLog(@"Array values using balance as address\n"); 19 for ( i = 0; i < 5; i++ ) { 20 NSLog(@"*(balance + %d) : %f\n", i, *(balance + i) ); 21 } 22 23 return 0; 24 }
执行上面示例代码,得到以下结果:
1 2018-11-15 03:49:56.217 main[177516] Array values using pointer 2 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(p + 0) : 1000.000000 3 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(p + 1) : 2.000000 4 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(p + 2) : 3.400000 5 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(p + 3) : 17.000000 6 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(p + 4) : 50.000000 7 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] Array values using balance as address 8 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(balance + 0) : 1000.000000 9 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(balance + 1) : 2.000000 10 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(balance + 2) : 3.400000 11 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(balance + 3) : 17.000000 12 2018-11-15 03:49:56.220 main[177516] *(balance + 4) : 50.000000
在上面的例子中,p
是一个指向double
的指针,它可以存储double
类型变量的地址。当在p
中有地址,那么*p
将给出在p
中存储的地址可用的值,正如在上面的例子中所示的那样。