C++编程：多维数组、字符串、引用与类关系详解

### C++编程：多维数组、字符串、引用与类关系详解 #### 1. 多维数组 多维数组是C++中处理复杂数据结构的重要工具。以下代码展示了一个二维数组的示例： ```cpp #include <iostream> int main(void) { using std::cout; int numbers[10][10]; for (int i = 0; i < 10; i++) for (int c = 0; c < 10; c++) cout << (numbers[i][c] = (i * 10) + c) << "\n"; return 0; } ``` 此代码创建了一个10x10的二维数组`numbers`，并将每个元素初始化为`(i * 10) + c`的形式，最终输出从0到99的数字。 #### 2. 字符串再探 在C++中，字符串的处理方式有多种。 ##### 2.1 字符串字面量 字符串字面量（如 “Hello”）的官方类型是`const char []`。以 “Hello” 为例，它的类型是`const char [6]`，多出来的一个字符是终止空字符`\0`，用于告知计算机字符串的长度。 ```cpp char* x = "Hello"; ``` 这里将字符串字面量赋值给`char*`类型的变量`x`，但不能修改`x`所指向的值。若要修改，需将字符串字面量赋值给字符串对象或字符数组。 ```cpp char s[] = "Hello"; s[0] = 'S'; ``` 上述代码将字符数组`s`的第一个字符修改为`'S'`，新的字符串值为 “Sello”。 ##### 2.2 字符数组 字符数组是表示字符串的另一种方式，可以使用字符串字面量初始化字符数组。 ```cpp char s[] = "Hello World!"; ``` 这种方式声明字符串几乎和使用标准库中的`string`类一样方便，C++会为数组分配足够的空间来存储字符串末尾的空字符。 ##### 2.3 确定字符串长度 可以使用`sizeof`运算符或`strlen()`函数来确定字符串的长度。 ```cpp #include <iostream> #include <cstring> int main() { char s[] = "Hello World!"; std::cout << sizeof(s) << std::endl; // 输出包含空字符的长度 std::cout << strlen(s) << std::endl; // 输出不包含空字符的长度 return 0; } ``` `sizeof`运算符会包含空字符，而`strlen()`函数通过计数到第一个空字符来确定字符串的长度。 ##### 2.4 使用其他C风格字符串函数 标准库中还有许多C风格的字符串函数，如`strcpy()`、`strcat()`和`strncpy()`。 - **strcpy()**：用于复制字符串。 ```cpp #include <iostream> #include <cstring> int main() { char s[6]; char t[] = "Hello"; std::cout << strcpy(s, t) << std::endl; return 0; } ``` - **strcat()**：用于连接字符串。 ```cpp #include <iostream> #include <cstring> int main() { char s[12] = "Hello"; std::cout << strcat(s, " World") << std::endl; return 0; } ``` - **strncpy()**：用于复制指定数量的字符。 ```cpp #include <iostream> #include <cstring> int main() { char s [7]= "Say "; char t[]= "Hi"; std::cout << strncpy(s, t, 2) << std::endl; return 0; } ``` ##### 2.5 字符串转换为数字 可以使用`<cstdlib>`中的函数将包含数值的字符串转换为相应的数值类型。 - **atoi()**：将字符串表示的整数转换为整数。 ```cpp #include <iostream> #include <cstdlib> int main() { char s[] = "567"; int x = atoi(s) + 3; std::cout << x << std::endl; return 0; } ``` - **atof()**：将字符串转换为双精度浮点数。 - **atol()**：将字符串转换为长整数。 #### 3. 引用入门 引用是变量的别名，可以将其看作是一个始终被解引用的常量指针。引用必须在声明时初始化，且初始化后其值不能改变。 ```cpp int x; int& rx = x; rx++; // 实际上是x++ ``` 引用主要用作函数参数和返回类型。 ##### 3.1 在函数参数中使用引用 可以将函数参数声明为引用，以便函数能够修改传入的参数。 ```cpp #include <iostream> void decrement(int& x) { x--; } int main() { int a = 5; decrement(a); std::cout << a << std::endl; return 0; } ``` ##### 3.2 作为函数返回值使用引用 函数可以返回对变量的引用，但需要注意其影响。 ```cpp #include <iostream> class Point { int X, Y; public: Point(int lX, int lY) : X(lX), Y(lY) {} int& GetX() { return X; } int& GetY() { return Y; } }; int main() { using std::cout; Point p(5, 3); p.GetX() = 3; p.GetY() = 5; cout << p.GetX() << p.GetY() << "\n"; return 0; } ``` #### 4. 重新创建井字棋游戏 以下是一个简单的井字棋游戏的实现： ```cpp #include <iostream> #include <string> using std::string; enum SquareState { blank = ' ', X = 'X', O = 'O' }; class GameBoard { private: const int WIDTH; const int HEIGHT; int* gameBoard; public: GameBoard() : WIDTH(3), HEIGHT(3) { gameBoard = new int[9]; for (int i = 0; i < 9; i++) *(gameBoard + i) = blank; } ~GameBoard() { delete[] gameBoard; } void setX(int h, int w); void setO(int h, int w); bool isTaken(int h, int w); SquareState isLine(); void draw(); }; void GameBoard::setX(int h, int w) { *(gameBoard + h * HEIGHT + w) = X; } void GameBoard::setO(int h, int w) { *(gameBoard + h * HEIGHT + w) = O; } bool GameBoard::isTaken(int h, int w) { return *(gameBoard + h * HEIGHT + w) != ' '; } SquareState GameBoard::isLine() { if (*gameBoard == X && *(gameBoard + 1) == X && *(gameBoard + 2) == X) return X; if (*gameBoard == O && *(gameBoar ```