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C++學習筆記(二):指針,引用,時間,輸入輸出,數據結構

編輯:關於C++

C++ 指針

每一個變量都有一個內存位置每一個內存位置都定義了可使用連字號(&)運算符訪問的地址,它表示了在內存中的一個地址。

什麼是指針

指針是一個變量,其值為另一個變量的地址,即,內存位置的直接地址。就像其他變量或常量一樣,您必須在使用指針存儲其他變量地址之前,對其進行聲明。指針變量聲明的一般形式為:

type *var-name;

在這裡,type 是指針的基類型,它必須是一個有效的 C++ 數據類型,var-name 是指針變量的名稱。用來聲明指針的星號 * 與乘法中使用的星號是相同的。但是,在這個語句中,星號是用來指定一個變量是指針。以下是有效的指針聲明:

int    *ip;    /* 一個整型的指針 */
double *dp;    /* 一個 double 型的指針 */
float  *fp;    /* 一個浮點型的指針 */
char   *ch     /* 一個字符型的指針 */

所有指針的值的實際數據類型,不管是整型、浮點型、字符型,還是其他的數據類型,都是一樣的,都是一個代表內存地址的長的十六進制數。

不同數據類型的指針之間唯一的不同是指針所指向的變量或常量的數據類型不同

C++ 中使用指針

使用指針時會頻繁進行以下幾個操作:定義一個指針變量、把變量地址賦值給指針、訪問指針變量中可用地址的值。

這些是通過使用一元運算符 * 來返回位於操作數所指定地址的變量的值

下面的實例涉及到了這些操作:

#include 

using namespace std;

int main ()
{
   int  var = 20;   // 實際變量的聲明
   int  *ip;        // 指針變量的聲明

   ip = &var;       // 在指針變量中存儲 var 的地址

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

   // 輸出在指針變量中存儲的地址
   cout << "Address stored in ip variable: ";
   cout << ip << endl;

   // 訪問指針中地址的值
   cout << "Value of *ip variable: ";
   cout << *ip << endl;

   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Value of var variable: 20
Address stored in ip variable: 0xbfc601ac
Value of *ip variable: 20

C++ 引用

引用變量是一個別名,也就是說,它是某個已存在變量的另一個名字。一旦把引用初始化為某個變量,就可以使用該引用名稱或變量名稱來指向變量。

C++ 引用 vs 指針

引用很容易與指針混淆,它們之間有三個主要的不同

不存在空引用。引用必須連接到一塊合法的內存。

一旦引用被初始化為一個對象,就不能被指向到另一個對象。指針可以在任何時候指向到另一個對象。

引用必須在創建時被初始化。指針可以在任何時間被初始化。

C++ 中創建引用

試想變量名稱是變量附屬在內存位置中的標簽,您可以把引用當成是變量附屬在內存位置中的第二個標簽。因此,您可以通過原始變量名稱或引用來訪問變量的內容。例如:

int i = 17;

我們可以為 i 聲明引用變量,如下所示:

int&    r = i;

在這些聲明中,& 讀作引用。因此,第一個聲明可以讀作 “r 是一個初始化為 i 的整型引用”,第二個聲明可以讀作 “s 是一個初始化為 d 的 double 型引用”。下面的實例使用了 int 和 double 引用:

#include 

using namespace std;

int main ()
{
   // 聲明簡單的變量
   int    i;
   double d;

   // 聲明引用變量
   int&    r = i;
   double& s = d;

   i = 5;
   cout << "Value of i : " << i << endl;
   cout << "Value of i reference : " << r  << endl;

   d = 11.7;
   cout << "Value of d : " << d << endl;
   cout << "Value of d reference : " << s  << endl;

   return 0;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Value of i : 5
Value of i reference : 5
Value of d : 11.7
Value of d reference : 11.7

C++ 日期 & 時間

C++ 標准庫沒有提供所謂的日期類型。C++ 繼承了 C 語言用於日期和時間操作的結構和函數。

為了使用日期和時間相關的函數和結構,需要在 C++ 程序中引用 頭文件。

有四個與時間相關的類型:clock_t、time_t、size_t 和 tm。類型 clock_t、size_t 和 time_t 能夠把系統時間和日期表示為某種整數。

結構類型 tm 把日期和時間以 C 結構的形式保存,tm 結構的定義如下:

struct tm {
  int tm_sec;   // 秒,正常范圍從 0 到 59,但允許至 61
  int tm_min;   // 分,范圍從 0 到 59
  int tm_hour;  // 小時,范圍從 0 到 23
  int tm_mday;  // 一月中的第幾天,范圍從 1 到 31
  int tm_mon;   // 月,范圍從 0 到 11
  int tm_year;  // 自 1900 年起的年數
  int tm_wday;  // 一周中的第幾天,范圍從 0 到 6,從星期日算起
  int tm_yday;  // 一年中的第幾天,范圍從 0 到 365,從 1 月 1 日算起
  int tm_isdst; // 夏令時
}

下面是 C/C++ 中關於日期和時間的重要函數。

所有這些函數都是 C/C++ 標准庫的組成部分,您可以在 C++ 標准庫中查看一下各個函數的細節。
這裡寫圖片描述

C++ 基本的輸入輸出

C++ 標准庫提供了一組豐富的輸入/輸出功能,我們將在後續的章節進行介紹。本章將討論 C++ 編程中最基本和最常見的 I/O 操作。

C++ 的 I/O 發生在流中,流是字節序列。如果字節流是從設備(如鍵盤、磁盤驅動器、網絡連接等)流向內存,這叫做輸入操作

如果字節流是從內存流向設備(如顯示屏、打印機、磁盤驅動器、網絡連接等),這叫做輸出操作

I/O 庫頭文件

下列的頭文件在 C++ 編程中很重要。
這裡寫圖片描述

標准輸出流(cout)

預定義的對象 cout 是 ostream 類的一個實例。cout 對象”連接”到標准輸出設備,通常是顯示屏。cout 是與流插入運算符 << 結合使用的,如下所示:

#include 

using namespace std;

int main( )
{
   char str[] = "Hello C++";

   cout << "Value of str is : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Value of str is : Hello C++

C++ 編譯器根據要輸出變量的數據類型,選擇合適的流插入運算符來顯示值。<< 運算符被重載來輸出內置類型(整型、浮點型、double 型、字符串和指針)的數據項。
流插入運算符 << 在一個語句中可以多次使用,如上面實例中所示,endl 用於在行末添加一個換行符。

標准輸入流(cin)

預定義的對象 cin 是 istream 類的一個實例。cin 對象附屬到標准輸入設備,通常是鍵盤。cin 是與流提取運算符 >> 結合使用的,如下所示:

#include 

using namespace std;

int main( )
{
   char name[50];

   cout << "請輸入您的名稱: ";
   cin >> name;
   cout << "您的名稱是: " << name << endl;

}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會提示用戶輸入名稱。當用戶輸入一個值,並按回車鍵,就會看到下列結果:

請輸入您的名稱: cplusplus
您的名稱是: cplusplus

C++ 編譯器根據要輸入值的數據類型,選擇合適的流提取運算符來提取值,並把它存儲在給定的變量中。
流提取運算符 >> 在一個語句中可以多次使用,如果要求輸入多個數據,可以使用如下語句

cin >> name >> age;

這相當於下面兩個語句:

cin >> name;
cin >> age;

標准錯誤流(cerr)

預定義的對象 cerr 是 ostream 類的一個實例。cerr 對象附屬到標准錯誤設備,通常也是顯示屏,但是 cerr 對象是非緩沖的,且每個流插入到 cerr 都會立即輸出
cerr 也是與流插入運算符 << 結合使用的,如下所示:

#include 

using namespace std;

int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";

   cerr << "Error message : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Error message : Unable to read....

標准日志流(clog)

預定義的對象 clog 是 ostream 類的一個實例。

clog 對象附屬到標准錯誤設備,通常也是顯示屏,但是 clog 對象是緩沖的。這意味著每個流插入到 clog 都會先存儲在緩沖在直到緩沖填滿或者緩沖區刷新時才會輸出

clog 也是與流插入運算符 << 結合使用的,如下所示:

#include 

using namespace std;

int main( )
{
   char str[] = "Unable to read....";

   clog << "Error message : " << str << endl;
}

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:

Error message : Unable to read....

通過這些小實例,我們無法區分 cout、cerr 和 clog 的差異,但在編寫和執行大型程序時,它們之間的差異就變得非常明顯。所以良好的編程實踐告訴我們,使用 cerr 流來顯示錯誤消息,而其他的日志消息則使用 clog 流來輸出

C++ 數據結構

C/C++ 數組允許定義可存儲相同類型數據項的變量,但是結構是 C++ 中另一種用戶自定義的可用的數據類型,它允許您存儲不同類型的數據項

結構用於表示一條記錄,假設您想要跟蹤圖書館中書本的動態,您可能需要跟蹤每本書的下列屬性:

Title Author Subject Book ID

定義結構

為了定義結構,您必須使用 struct 語句。struct 語句定義了一個包含多個成員的新的數據類型,struct 語句的格式如下:

struct [structure tag]
{
   member definition;
   member definition;
   ...
   member definition;
} [one or more structure variables];  

structure tag 是可選的,每個 member definition 是標准的變量定義,比如 int i; 或者 float f; 或者其他有效的變量定義。在結構定義的末尾,最後一個分號之前,您可以指定一個或多個結構變量,這是可選的。下面是聲明 Book 結構的方式:

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
}book;  

訪問結構成員

為了訪問結構的成員,我們使用成員訪問運算符(.)。成員訪問運算符是結構變量名稱和我們要訪問的結構成員之間的一個句號。您可以使用 struct 關鍵字來定義結構類型的變量。下面的實例演示了結構的用法:

#include 
#include 

using namespace std;

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};

int main( )
{
   struct Books Book1;        // 聲明 Book1,類型為 Book
   struct Books Book2;        // 聲明 Book2,類型為 Book

   // Book1 詳述
   strcpy( Book1.title, "Learn C++ Programming");
   strcpy( Book1.author, "Chand Miyan"); 
   strcpy( Book1.subject, "C++ Programming");
   Book1.book_id = 6495407;

   // Book2 詳述
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Yakit Singha");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom");
   Book2.book_id = 6495700;

   // 輸出 Book1 信息
   cout << "Book 1 title : " << Book1.title <

當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:<喎?/kf/ware/vc/" target="_blank" class="keylink">vcD48cHJlIGNsYXNzPQ=="brush:java;">Book 1 title : Learn C++ Programming Book 1 author : Chand Miyan Book 1 subject : C++ Programming Book 1 id : 6495407 Book 2 title : Telecom Billing Book 2 author : Yakit Singha Book 2 subject : Telecom Book 2 id : 6495700

結構作為函數參數

您可以把結構作為函數參數,傳參方式與其他類型的變量或指針類似。您可以使用上面實例中的方式來訪問結構變量:

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;
void printBook( struct Books book );

struct Books
{
   char  title[50];
   char  author[50];
   char  subject[100];
   int   book_id;
};

int main( )
{
   struct Books Book1;        // 聲明 Book1,類型為 Book
   struct Books Book2;        // 聲明 Book2,類型為 Book

   // Book1 詳述
   strcpy( Book1.title, "Learn C++ Programming");
   strcpy( Book1.author, "Chand Miyan"); 
   strcpy( Book1.subject, "C++ Programming");
   Book1.book_id = 6495407;

   // Book2 詳述
   strcpy( Book2.title, "Telecom Billing");
   strcpy( Book2.author, "Yakit Singha");
   strcpy( Book2.subject, "Telecom");
   Book2.book_id = 6495700;

   // 輸出 Book1 信息
   printBook( Book1 );

   // 輸出 Book2 信息
   printBook( Book2 );

   return 0;
}
void printBook( struct Books book )
{
   cout << "Book title : " << book.title <<endl; :="" author="" book="" book.author="" book.book_id="" book.subject="" cout="" id="" pre="" subject=""><p>當上面的代碼被編譯和執行時,它會產生下列結果:</p><pre class="brush:java;">Book title : Learn C++ Programming
Book author : Chand Miyan
Book subject : C++ Programming
Book id : 6495407
Book title : Telecom Billing
Book author : Yakit Singha
Book subject : Telecom
Book id : 6495700
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