C++之复合类型（四）

本文记录了C++中与复合类型相关的容易遗忘的一些知识。

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内置数组

初始化

只有在定义数组时才能使用初始化形式。之后不能使用，也不能将一个数组整体赋值给另一个数组：

int cards[4] = {3, 6, 8, 10}; // okay
int hand[4]; // okay
hand[4] = {5, 6, 7, 9}; // not allowed
hand = cards; // not allowed

C++11内置数组特性：

// drop the = sign when initializing an array:
double earnings[4] {1.2e4, 1.6e4, 1.1e4, 1.7e4}; // okay with C++11

// use empty braces to set all the elements to 0:
unsigned int counts[10] = {}; // all elements set to 0
float balances[100] {}; // all elements set to 0

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字符串

逐行读取字符串输入

对于istream类（cin就是该类的一个实例），它有一些面向行的类成员函数：getline()和get()。这两个函数都会读取一整行输入——也就是说，一直读到换行符为止。不过，getline()会随后丢弃这个换行符，而get()则会将其留在输入队列中。

getline()

cin.getline(name,20);

getline()通过标记行尾的换行符读取输入，但不会保存换行符。相反，在存储字符串时，它会将换行符替换为空字符。

get()

istream类有另一个成员函数get()，它有好几种变体。其中一种变体的作用和getline()很像。它接受相同的参数，以相同的方式解析这些参数，并读取到行尾。但与读取并丢弃换行符不同，get()会将该字符留在输入队列中。假设你连续两次调用get()：

cin.get(name, ArSize);
cin.get(dessert, Arsize); // a problem

因为第一次调用会在输入队列中留下换行符，所以这个换行符是第二次调用看到的第一个字符。因此，get()函数会认为自己已经到达行尾，却没有找到任何可读取的内容。如果没有帮助，get()函数根本无法跳过那个换行符。

有一种get()的变体可以提供帮助。调用cin.get()（不带任何参数）会读取下一个单个字符，即便是换行符也不例外，所以你可以用它来处理换行符，为下一行输入做好准备。也就是说，下面这个序列是有效的：

cin.get(name, ArSize); // read first line
cin.get(); // read newline
cin.get(dessert, Arsize); // read second line

使用get()的另一种方法是将两个类成员函数连接起来，如下所示：

cin.get(name, ArSize).get(); // concatenate member functions

之所以能做到这一点，是因为cin.get(name, ArSize)会返回cin对象，然后该对象被用作调用get()函数的对象。同样地，下面的语句会将连续的两行输入读入数组name1和name2，这相当于两次分别调用cin.getline()：

cin.getline(name1, ArSize).getline(name2, ArSize);

为什么有了getline()还要使用get()

为什么有了getline()还要使用get()呢？首先，较旧的实现可能没有getline()。其次，get()能让你更谨慎一些。例如，假设你用get()将一行内容读入一个数组。怎样判断它是读取了整行内容，还是因为数组已满而停止读取的呢？看看下一个输入字符就知道了。如果是换行符，那就说明读取了整行；如果不是换行符，那就意味着该行还有更多输入内容。简而言之，getline()使用起来稍简单一些，但get()让错误检查更简便。

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结构体

结构体中的位域

和C语言一样，C++允许你指定占据特定位数的结构成员。这在创建与某些硬件设备上的寄存器相对应的数据结构时会很方便。位域的类型应该是整数类型或枚举类型，冒号后面跟一个数字表示要使用的实际位数。你可以使用未命名的位域来提供间距。每个成员都被称为位域。下面是一个例子：

struct torgle_register
{
unsigned int SN : 4; // 4 bits for SN value
unsigned int : 4; // 4 bits unused
bool goodIn : 1; // valid input (1 bit)
bool goodTorgle : 1; // successful torgling
};

你可以用常规方式初始化这些字段，并且可以使用标准的结构表示法来访问位字段：

torgle_register tr = { 14, true, false };
...
if (tr.goodIn) // if statement covered in Chapter 6

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联合体

定义

联合体是一种数据格式，它可以存储不同的数据类型，但每次只能存储一种类型。也就是说，结构体可以同时存储例如一个int、一个long和一个double，而联合体只能存储一个int、或一个long或者一个double。共用体的语法与结构体类似，但含义不同。例如，请看下面的声明：

union one4all
{
    int int_val;
    long long_val;
    double double_val;
};

由于联合体一次只能存储一个值，所以它必须有足够的空间来容纳其最大的成员。因此，联合体的大小等于其最大成员的大小。

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枚举

定义

C++的枚举功能为创建符号常量提供了一种替代const的方式。它还允许定义新类型，但方式相当受限。枚举的语法类似于结构体语法。例如，考虑以下语句：

enum spectrum {red, orange, yellow, green, blue, violet, indigo, ultraviolet};

注意：成员值之间分隔符用的是逗号，结构体和联合用的是引号;。

该语句有两个作用：

• 使spectrum成为一种新类型的名称；spectrum被称为枚举，就像结构体变量被称为结构体一样。
• 将red、orange、yellow等确立为整数值0到7的符号常量。这些常量被称为枚举量。

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指针

指针与数组名的区别

第一个区别是，你可以改变指针的值，而数组名是一个常量：

pointername = pointername + 1; // 有效
arrayname = arrayname + 1; // 不允许

第二个区别是，对数组名应用sizeof运算符会得到数组的大小，但对指针应用sizeof会得到指针的大小，即使该指针指向数组。这是C++不将数组名解释为地址的一种情况。

数组的地址

对数组取地址是数组名称不被解释为其地址的另一种情况。数组的名称难道不是被解释为数组的地址吗？并不完全是——数组的名称被解释为数组首元素的地址，而使用地址运算符则会得到整个数组的地址：

short tell[10]; // tell是一个20字节的数组
cout << tell << endl; // 显示&tell[0]
cout << &tell << endl; // 显示整个数组的地址

从数值上看，这两个地址是相同的，但从概念上讲，&tell[0]（tell也是）是一个2字节内存块的地址，而&tell是一个20字节内存块的地址。所以表达式tell + 1会使地址值增加2，而&tell + 1会使地址值增加20。换一种说法，tell的类型是指向short的指针（即short *），而&tell的类型是指向包含20个short的数组的指针（即short (*)[20]）。

现在你可能会好奇最后那个类型描述是怎么来的。首先，下面是如何声明并初始化该类型的指针：

short (*pas)[20] = &tell; // pas指向包含20个short的数组

如果省略括号，根据优先级规则，[20]会先与pas关联，使pas成为一个包含20个指向short的指针的数组，所以括号是必需的。其次，如果你想描述一个变量的类型，可以以该变量的声明为指导，并去掉变量名。因此，pas的类型是short (*)[20]。另外需要注意的是，由于pas被赋值为&tell，所以*pas等同于tell，因此(*pas)[0]就是tell数组的第一个元素。