第8章自定义类型与字符串

第8章 自定义类型与字符串
前面介绍的整型、浮点型、字符型和数组型等都是C++语言 中预定义的数据类型，在程序中直接定义这些类型的变量 即可使用。在C++中允许用户自定义类型，包括结构体、 共用体和枚举类型等。用户自定义类型需要先定义数据类 型，然后再定义该种类型的变量才能使用。字符串是最常 用的一种数据形式，它是一组字符的序列。通过本章的学 习，读者可以掌握自定义数据类型与字符串的使用方法。
8.5 字符串
字符串是若干个字符的序列，在某种程度上类似于字符的数 组。程序中会频繁地使用到字符串，C++中可以用不同方 式来操作字符串。
8.5.1 C风格字符串处理
C语言中没有专门的字符串类型，一般操作字符串都是通过 数组来完成的。在本书的第5章中已经介绍了用字符数组 来操作字符串的方式。在这里需要提及的是，sizeof( )操 作符和strlen( )函数在操作字符串时的区别。它们都可以 用来取得字符串的长度，但在操作上有一些区别。 sizeof( )是操作符，用来返回类型的大小；strlen( )是函数 ，用来返回字符串的长度。 sizeof( )在操作字符数组型字符串时，返回的大小包括字符 串结束符（\0）；strlen( )函数返回的字符串大小不包括 字符串的结束符。
8.3.2 枚举类型的使用
在程序中可以将枚举元素视为一个整型常量，枚举变量的值 为该枚举类型定义中的某个元素的值。枚举变量可以进行 算术运算、赋值运算、关系运算或逻辑运算等。
8.4 类型定义
C++语言不仅提供了丰富的数据类型，而且还允许由用户自 己定义类型说明符，也就是说，允许由用户为数据类型取 别名。类型定义符typedef即可用来完成此功能。利用 typedef来声明类型说明符的一般语法格式如下。 typedef <类型名1> <类型名2>; 其中，<类型名1>可以是C++语言中的标准类型名，也可以 是用户定义的类型名。<类型名2>是用户为<类型名1>起 的别名。typedef可以声明各种类型名，但不能用来定义 变量。
8.1.3 结构体变量的初始化
所谓结构体变量的初始化，是指在定义结构体变量的同时给 结构体变量赋初值。其初始化的方式有两种，一是用花括 号（{ }）括起来的若干成员值对结构体变量初始化；二 是用同类型的变量对结构体变量初始化。 【示例8-6】定义结构体，代码如下。
8.1.4 结构体的使用
声明了结构体变量后，就可以对其进行访问了。关于结构体变 量的使用，需要说明以下几点。 （1）同类型的结构体类型变量之间可以直接复制。这种赋值等 同于各个成员间的依次赋值。 （2）结构体变量间不能直接进行输入和输出，它的每一个成员 之间是否可以进行直接输入和输出取决于其成员的类型。若 是基本类型或字符数组，则可以直接进行输入和输出。 （3）结构体变量可以作为函数的参数，函数也可以返回结构体 的值。当函数的形参与实参为结构体类型的变量时，这种结 合的方式属于值传递方式。
8.1.1 结构体的概念和声明
8.1.2 结构体变量的定义
结构体类型定义之后并不为其分配内存，也就无法存储数据。 只有在程序中定义了结构体类型变量之后，系统才为这种变 量分配空间，此时才能存储数据。结构体类型变量简称结构 体变量。声明结构体变量有以下3种方式。 1．定义结构体类型的同时定义结构体变量 2．使用无名结构体类型声明结构体变量 3．用结构体类型声明结构体变量
8.6 本章实例
【实例8-1】编写简单的学生信息管理系统。利用结构体来 定义学生信息内容，其中包含学生学号、姓名、科目成绩 。通过键盘输入学生信息，并输出到屏幕上。 分析：本程序要求用结构体来实现。首先需要定义表示学生 信息的结构体，然后再声明多个结构体变量来存储学生信 息。
8.7 小结
本章主要讲述了自定义数据类型和字符串。在自定义数据类型 中，包括了结构体、共用体、枚举类型。其中，结构体和 枚举类型较为常用，而共用体则较为少用。结构体可将多 个不同类型的值存在同一个数据对象中，可以使用成员操 作符(.) 来访问其中的成员。使用结构体的第一步是声明一 个结构体类型，定义结构存储了哪些成员。然后就可以根 据这个结构体类型名来声明结构体变量。共用体可以存储 一个值，但是这个值可以是不同的类型。利用typedef可以 允许用户对类型取别名。头文件string支持的C++string类 提供了另一种对用户更友好的字符串处理方法。主要有对 象根据要存储的字符串自动调整其大小，用户可以使用赋 值操作来复制字符串。还介绍了利用数组、指针和C++的 string类来操作字符串的知识。
其中，union是定义共用体类型的关键字。<共用体类型名> 是用户自己命名的标识符。union与<共用体类型名>组成 特定的共用体类型名，它们可以像基本类型名一样（如 int、float或char）定义自己的变量。
8.2.2 共用体的使用
共用体变量及其成员的使用与结构体变量及其成员的使用类 似。对相同类型的共用体变量可以进行赋值运算，但不能 对其直接进行输入或输出的运算。对共用体成员的引用也 是采用点运算符进行的，共用体成员可以进行各种运算。
8.5.2 用指针操作字符串
在C和C++中都可以用指针来操作字符串。可以用以下3种方 式来进行操作。 1．指针指向字符数组型字符串 2．指针指向字符串常量 3．利用动态内存来操作字符串
8.5.3 C++字符串处理
利用数组和指针操作数组是比较烦琐的，而且容易出错。为 此，C++为开发者提供更为方便和高效率的字符串类型。 1．C++字符串的基本操作 字符串（string）类型并不是C++的基本数据类型，而只是 在标准库中声明的字符串类，所以在使用字符串类型的时 候，要把string头文件包含进来，通常格式如下。 #include <string> 2．C++字符串的字符串操作函数
3．strcmp 函数原型：int strcmp(const char* str1,const char* str2); 。 函数功能：将字符串str1和字符串str2从左向右逐个字符按 ASCII码值进行比较，直到遇到不同的字符结束。若str1 大于str2，则返回值大于0；若str1小于str2，则返回值 小于0；当两字符串相等时，返回值为0。 4．strlen 函数原型：size_t strlen(char* str);。 函数功能：size_t即int类型的别名，统计字符串str中字符 的个数并返回。
8.3 枚举类型
枚举类型也是一种用户自定义类型，是由若干个常量组成的 有限集合。枚举就是将所有可能的取值一枚一枚地列举出 来，主要适用于变量的值有一定范围的情况。
8.3.1 枚举类型与枚举变量
在实际问题中，有些变量的取值被限定在一个有限的范围内。 例如，一个星期内只有七天，一年只有十二个月等。如果 把这些变量声明为整型、字符型等类型是不够贴切的。C++ 语言提供了一种称为“枚举”的类型。在枚举类型的定义 中列举出所有可能的取值，被声明为该“枚举”类型的变 量其取值不能超过定义的范围。
8.5.4 常用字符串的操作函数
下面将介绍几个用于字符串的函数，使用它们将帮助开发者 更方便地处理有关字符串的操作。由于这些函数都包含在 string.h头文件中，所以使用时也要包含该头文件。 1．strcpy 函数原型：char * strcat(char * destination, const char* source);。 函数功能：将字符串source赋给destination。 2．strcat 函数原型：char* strcat(char* target,char* source);。 函数功能：将字符串source连接在字符串target的后面。
8.1 结构体
C++语言中，预定义的数据类型只能描述简单类型的数据。 但在实际应用中，常常有许多不同类型的数据也作为一个 整体存在。这就需要一种结构，它能包含各种不同的数据 类型而形成一个复合的数据类型，这就是结构体。
当在程序中描述一个学生时，对于每一个学生需要有以下基本 信息：学号、姓名、性别、年龄、成绩等。如果将这些信息 用彼此独立的变量来描述，将难以反映它们之间的关系。因 此，需要将它们组成一个整体来描述。C++语言中提供了管 理这些数据的类型，即为结构体类型。 结构体就是一个可以包含不同数据类型的一个结构，属于用户 自定义的数据类型。结构体用关键字struct来进行声明，其 一般格式如下。 struct <结构体类型名> { 成员数据类型1 成员名1; 成员数据类型2 成员名2; … 成员数据类型n 成员名n; };
8.2 共用体
共用体（union，也称为联合体）也是一种用户自定义数据 类型，它与结构体类Hale Waihona Puke Baidu比较相像，也是由若干个数据成员 组成，并且引用成员的方式也一样。但它们也有区别，结 构体定义了一组相关数据的集合，而共用体定义了一块为 所有数据成员共享的内存空间。
8.2.1 共用体类型及其变量
定义共用体类型的一般格式如下。