1. 数组的定义和初始化
数组是一种由相同数据类型的元素组成的集合，这些元素按照一定的顺序存储在连续的内存位置上。数组的大小在创建时是固定的，无法在运行时改变。
在C++中，数组的定义和声明非常简单。定义一个数组：
数据类型 数组名[数组大小];
数据类型可以是整数、浮点数、字符等，数组名是你为数组取的名字，数组大小表示数组可以容纳的元素数量。示例：
int numbers[5]; // 整数数组，包含5个元素
double temperatures[7]; // 浮点数数组，包含7个元素
char vowels[5]; // 字符数组，包含5个元素
数组的初始化。数组可以在声明时进行初始化，也可以后期赋值。静态初始化是在声明时提供初始值，动态初始化是在声明后使用赋值语句赋初值。
静态初始化：
int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5}; // 静态初始化，包含5个整数
动态初始化：
double temperatures[7]; // 声明数组
temperatures[0] = 98.6; // 动态初始化第一个元素
temperatures[1] = 95.5; // 动态初始化第二个元素
// 以此类推...
2. 数组的基本操作
访问数组元素： 要访问数组中的元素，使用数组名称后跟方括号，方括号中包含元素的索引（从0开始）。访问数组中的第一个元素：
int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int firstNumber = numbers[0]; // 访问第一个元素
修改数组元素： 修改数组中的元素，使用相同的索引来指定要修改的元素，并分配一个新的值给它。修改数组中的第三个元素：
int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
numbers[2] = 100; // 修改第三个元素的值为100
获取数组长度： C++中，获取数组的长度可以使用sizeof运算符来实现。获取上面数组numbers的长度：
int length = sizeof(numbers) / sizeof(numbers[0]);
返回数组中元素的数量，在循环等操作中控制数组的访问。
数组的遍历： 遍历数组意味着访问数组的每个元素。通过循环来完成，最常见的是使用for循环。遍历数组并打印每个元素的示例：
int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
for (int i = 0; i < 5; i++) {
cout << numbers[i] << " "; // 打印每个元素
}
3. 字符串的处理
引入字符串的概念： 字符串是一组字符的序列，表示文本数据。在C++中，有两种主要的字符串表示方式：C-风格字符串和C++字符串类。
C-风格字符串： C-风格字符串实际上是字符数组，以空字符'\0'结尾。例如：
char greeting[] = "Hello, World!";
C-风格字符串需要手动处理字符串的长度和内存分配。
C++字符串类： C++提供了一个名为std::string的字符串类，它是C-风格字符串的现代替代品。使用字符串类，可以方便地处理字符串，无需担心内存管理和长度问题。
#include <string>
std::string greeting = "Hello, World!";
字符串的基本操作： 无论是C-风格字符串还是C++字符串类，都支持基本的字符串操作，如拼接、查找子串、比较等。示例：
- 拼接字符串：
std::string firstName = "John";
std::string lastName = "Doe";
std::string fullName = firstName + " " + lastName;
- 查找子串：
std::string sentence = "This is a sample sentence.";
size_t found = sentence.find("sample");
if (found != std::string::npos) {
std::cout << "Found 'sample' at position " << found << std::endl;
}
- 比较字符串：
std::string str1 = "apple";
std::string str2 = "banana";
int result = str1.compare(str2);
if (result == 0) {
std::cout << "Strings are equal." << std::endl;
} else if (result < 0) {
std::cout << "str1 is less than str2." << std::endl;
} else {
std::cout << "str1 is greater than str2." << std::endl;
}
4. C-风格字符串和C++字符串类
对比C-风格字符串和C++字符串类：
- C-风格字符串（字符数组）：
- 使用字符数组表示，以null字符(
'\0')结尾。 - 需要手动管理内存和长度。
- 操作较为繁琐，容易造成越界和内存泄漏。
- 使用字符数组表示，以null字符(
char greeting[20] = "Hello, World!";
- C++字符串类 (
std::string)：- 使用现代C++标准库提供的
std::string类。 - 自动管理内存，不需要担心内存分配和释放。
- 提供丰富的字符串操作方法，更安全和高效。
- 使用现代C++标准库提供的
#include <string>
std::string greeting = "Hello, World!";
C++字符串类的常见操作：
- 拼接字符串：
std::string str1 = "Hello, ";
std::string str2 = "World!";
std::string greeting = str1 + str2; // "Hello, World!"
- 查找子串：
std::string sentence = "This is a sample sentence.";
size_t found = sentence.find("sample");
if (found != std::string::npos) {
std::cout << "Found 'sample' at position " << found << std::endl;
}
- 替换子串：
std::string sentence = "The quick brown fox jumps over the lazy dog.";
sentence.replace(10, 5, "red"); // Replace "brown" with "red"
5. 示例和练习
示例 1：使用数组存储一组数字，并计算它们的平均值。
#include <iostream>
int main() {
int numbers[] = {10, 20, 30, 40, 50};
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 5; i++) {
sum += numbers[i];
}
double average = static_cast<double>(sum) / 5;
std::cout << "Average: " << average << std::endl;
return 0;
}
运行结果：
示例 2：使用字符串处理用户输入的姓名，并输出欢迎消息。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string name;
std::cout << "Enter your name: ";
std::cin >> name;
std::cout << "Welcome, " << name << "!" << std::endl;
return 0;
}
运行结果：
练习题：
-
创建一个整数数组，存储一组学生的考试成绩，并计算平均分。
-
编写一个程序，要求用户输入一个句子，然后统计句子中的单词数。
-
使用C++字符串类，编写一个程序，将两个字符串拼接在一起，并输出结果。
-
创建一个字符数组，存储你喜欢的一句名言，并编写程序将其中的某个单词替换为其他单词。
问题 1：创建一个整数数组，存储一组学生的考试成绩，并计算平均分。
#include <iostream>
int main() {
const int numStudents = 5; // 假设有5名学生
int scores[numStudents];
int sum = 0;
// 输入学生的成绩
for (int i = 0; i < numStudents; i++) {
std::cout << "输入第 " << i + 1 << " 名学生的成绩：";
std::cin >> scores[i];
sum += scores[i];
}
double average = static_cast<double>(sum) / numStudents;
std::cout << "平均分：" << average << std::endl;
return 0;
}
运行结果：
问题 2：编写一个程序，要求用户输入一个句子，然后统计句子中的单词数。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string sentence;
int wordCount = 0;
std::cout << "请输入一个句子：";
std::getline(std::cin, sentence);
// 通过空格切分句子并统计单词数
for (char c : sentence) {
if (c == ' ') {
wordCount++;
}
}
// 最后一个单词后没有空格，所以需要额外加一
wordCount++;
std::cout << "单词数：" << wordCount << std::endl;
return 0;
}
运行结果：
问题 3：使用C++字符串类，编写一个程序，将两个字符串拼接在一起，并输出结果。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str1 = "Hello, ";
std::string str2 = "World!";
std::string result = str1 + str2;
std::cout << result << std::endl;
return 0;
}
运行结果：
问题 4：创建一个字符数组，存储你喜欢的一句名言，并编写程序将其中的某个单词替换为其他单词。
#include <iostream>
#include <cstring>
int main() {
char quote[] = "生活不止眼前的苟且，还有诗和远方。";
const char* wordToReplace = "苟且";
const char* replacement = "快乐";
// 查找目标单词的位置
char* found = std::strstr(quote, wordToReplace);
if (found) {
// 找到目标单词，进行替换
int position = found - quote;
std::strcpy(quote + position, replacement);
}
std::cout << quote << std::endl;
return 0;
}
运行结果：
