C++ 基础进阶

内容概述:

  • 函数重载int add(int x, inty);long long add(long long x, long long y);double add(double x, double y);
  • 模板函数template<typename T>template<class T>
  • 结构体
    1. 构造函数:与结构体名称保持一致的函数,注意:构造函数没有返回值
    2. 结构体函数:结构体中的普通函数,可以通过 . 进行调用。
    3. 运算符重载operator 运算符
  • const 在函数中的作用const 可以修饰整个函数,可以只修饰函数的参数,可以只修饰函数体。
  • 扩展:字符串与数字之间的转换。
  • 一、 函数重载

    可以用一个函数名构造多个函数,各个同名函数之间参数一定不同。要满足以下规则任意一条:

    1. 函数的参数类型不同。
    2. 函数的个数不同。
    3. 函数的参数不同。

    注意:仅有函数的返回值不同不能进行函数重载!

    int add(int x, int y){
        return x + y;
    }
    
    long long add(long long x, long long y){
        return x + y;
    }
    
    double add(double x, double y){
        return x + y;
    }
    

    二、模板函数

    声明模板参数的方式:template<typename T>template<class T>,其中 T 是人为设定的,可以用任何标识符表示。

    模板参数的意义:可以使用模板参数来表示任意的数据类型的参数。

    使用模板参数可以定义模板函数,即将参数的类型都设置为 T 或 将返回值类型设置为 T

    模板函数

    // 定义模板函数
    template<typename T>
    T add(T x, T y){
    	return x + y;
    }
    
    // 调用模板函数
    add(1, 2);				// 隐式调用,可以自动推算出变量类型
    
    add<double>(1.14, 2.37);		// 显示调用,指定参数类型为 double
    

    三、结构体

    1. 构造函数

    在结构体中直接定义一个与结构体同名的函数,要求这个函数没有返回值。

    构造函数一旦结构体被实例化就直接被调用。

    // 定义
    struct Node{
        char name[10];
        int length;
        
        // 不带参数的构造函数
        Node(){
            this->length = 0;    // 直接将实例化的结构体中 len 初始化为0;也可以直接使用:len = 0;
            this->name[0] = '\0';    // 修正:应该将第一个字符设为结束符
            cout<<"空空如也"<<endl;
        }
        
        // 带参数的构造函数
        Node(const char* name_t, int len){		// 因为传入的是一个字符串常量,但是这里的参数是一个指针,是不安全的,因此要加const进行修饰
            int i = 0;
            while(i < len && len < 9){
                name[i] = name_t[i];
                i++;
            }
            length = len;  // 修正:删除了多余的字符
            name[length] = '\0';
            cout<<"我的名字是:"<<name<<endl;
        }
    };
    
    
    // 调用方式一(推荐):
    Node n;				// 输出 “空空如也”
    Node m("kongkong", 8);	// 输出 “我的名字是:kongkong”,注意如果是输入“空空”的话会出现问题,中文UTF-8实际上会占用多个字节。
    
    
    // 调用方式二:
    Node n = Node();				// 输出 “空空如也”
    Node m = Node("kongkong", 8)	// 输出 “我的名字是:kongkong”
    

    2. 结构体函数

    向定义普通函数一样在结构体中定义函数

    结构体函数与普通函数的区别:

    1. 结构体函数能够直接访问结构体实例中的变量。
    2. 结构体函数只能供结构体实例调用,调用方式为:实例.结构体函数(参数1, 参数2, ...)
    // 定义
    struct Node{
    	string fruit;
    	
    	void print(){
    		printf("我是 %s 水果", fruit.c_str());
    	}
    };
    
    
    int main(){
    	Node f;
    	f.fruit = "apple";
    	f.print();
    	
        return 0;
    }
    

    3. 运算符重载

    运算符重载通常用在结构体中,用于处理相同类型的结构体之间的运算关系

    方法:operator 运算符

    struct Node{
    	string fruit;
    	
    	Node(string a){
    		fruit = a;
    	}
    	// 重载运算符为
    	string operator+ (const Node &other){
    		return this->fruit + other.fruit;
    	}
    };
    
    
    int main(){
    	Node f("apple");
    	Node l("banana");
    	
    	cout<<(f + l)<<endl;	// 输出applebanana
    	
        return 0;
    }
    

    const 在函数中的作用

    1. const 修饰整个函数:表示返回值是一个常量,这样使用几乎无意义。

      const int add(int x, int y){
      	return x + y;
      }
      
    2. const 修饰函数的参数:表示参数是要给常量,值不可修改。

      int add(const int x, int y){...}	// x 不可以在函数进行修改
      int add(const int* ptr, int y){...}	// ptr 指针所指向的值是一个常量,不可修改
      int add(int* const ptr, int y){...}	// prt 指针本身不能被修改。
      
    3. conste 修饰函数体:常用在结构体中,修饰函数体会将结构体中的所有变量都修改为 const 类型的,相当于ptr* 转变为了 const ptr *

      struct Node{
          string name;
          
          bool change(string new_name) const {
              this->name = new_name;		// 这是错误的,结构体中的name已经变成了常量类型的。
          }
      };
      

    四、综合代码:

    // 结构体的各种操作
    #include<iostream>
    #include<stdlib.h>
    using namespace std;
    /*
    	目标:给出一个整数序列,要求:
    		1. 自动求出这个序列的奇数的个数与偶数的个数, 如果没有给出序列则直接进行简单的初始化。 
    		2. 选择性的求出奇数数字或偶数数字的总和, 
    		3. 重载加号运算符,要求两个结构体相加即为长度相加,并进行返回。
    		4. 设置一个函数,要求根据输入(可能是整数类型或浮点数类型的数据)与长度进行相加,
    			表示该数的特征值,并且返回该值。 
    */
    
    const int MAXSIZE = 1000;
    struct Nums{
    	int nums[MAXSIZE];
    	int length;						// 序列长度 
    	int odd_number, even_number;	// 奇数个数,偶数个数 
    	
    	// 自动求出奇数个数与偶数个数(构造函数不能有返回值!!!)
    	Nums(){
    		this->odd_number = 0;
    		this->even_number = 0;	// 赋初值为 0;
    		length = 0;				// 不使用this也表示结构体中的变量。
    		return ;
    	}
    	
    	Nums(int *o_nums, int o_len){
    		this->odd_number = 0;
    		this->even_number = 0;	// 赋初值为 0;
    
    		length = o_len;
    		for(int i = 0;i < o_len;i ++){
    			if(o_nums[i] % 2 == 0){
    				this->even_number ++;
    			}else this->odd_number++;
    			nums[i] = o_nums[i];
    		}
    	}
    	
    	// 计算奇数元素的总和 
    	int to_sum_odd() const {
    		int i = 0, odd_sum = 0;
    		while(i < length){
    			if(nums[i] % 2 != 0) odd_sum += nums[i];
    			++ i;
    		}
    		return odd_sum;
    	} 
    	
    	// 计算偶数元素的总和 
    	int to_sum_even() const {
    		int i = 0, even_sum = 0;
    		while(i < length){
    			if(nums[i] % 2 == 0) even_sum += nums[i];
    			++ i;
    		}
    		return even_sum;
    	}
    	
    	template<typename T>
    	T to_add_feature(const T other) const {
    		return other + length;
    	}
    	
    	// 重载运算符
    	int operator+(const Nums& other) const {
    		return this->length + other.length;
    	} 
    	
    	// 遍历输出这个序列 
    	void traverse(){
    		for(int i = 0;i < length;i ++){
    			cout<<nums[i]<<' ';
    		}
    		cout<<endl;
    	}
    };
    int main(){
    	// 这里使用开辟内存的方式来表示数组,当然可以使用 temp[maxsize] 来表示数组 
    //	int *temp = new int[12]{1, 2 ,3 ,4 ,5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12};
    	// 遍历赋值 
    //	int *temp = new int[12];
    //	for(int i = 0;i < 12;i ++) temp[i] = i * (i + 1) + 1;
    
    	// 也可以使用malloc开辟空间 
    	int* temp = (int*)malloc(sizeof(int) * 5);
    	for(int i = 0;i < 12;i ++) temp[i] = i * (i + 1) + 1;
    	
    	Nums n(temp, 12);	// 也可以使用 Nums n = Nums(temp, 125); 推荐使用Nums n = (temp, 12); 来初始化结构体。 
    	
    	// 得到奇数之和 
    	cout<<"奇数之和:"<<n.to_sum_odd()<<endl; 
    	
    	// 得到偶数之和
    	cout<<"偶数之和:"<<n.to_sum_even()<<endl;
    	
    	// 分别计算得到5 与 3.14的特征值
    	cout<<"5 的特征值为:"<<n.to_add_feature(5)<<endl;
    	cout<<"3.14 的特征值为:"<<n.to_add_feature(3.14)<<endl;
    	
    	
    	// 定义第二个结构体
    	int* t_arr = new int [5]{1, 2, 3, 4, 5};
    	Nums m(t_arr, 5);
    	cout<<"m + n = "<<m + n<<endl;
    	
    	
    	// 遍历输出序列 
    	cout<<"遍历输出序列: "<<endl;
    	n.traverse();
    	m.traverse();
    	
    	// 释放空间 
    //	delete temp;
    	delete t_arr;
    	free(temp);
    	return 0;
    } 
    

    扩展1:字符串与数字之间的转换

    1. 任意数字类型转换为字符串:to_string()

      int a = 10;
      double b = 3.14;
      
      
      string a_s = to_string(a);
      string b_s = to_string(b);
      
    2. 字符串转换为数字类型:

      string s1 = "30";
      string s2 = "3.14";
      
      // 转换为 int类型
      int s_i = stoi(s1);
      
      // 转换为 long long类型
      int s_l = stoi(s1);
      
      // 转换为 float 类型
      int s_f = stoi(s2);
      
      // 转换为 double 类型
      int s_d = stoi(s2);
      
    3. 提取字符串中的字符转换为整型:

      string s = "1+2";
      
      // 方式一:
      int a1 = s[0] - '0';
      int a2 = s[2] - '0';
      
      // 方式二:substr 用于提取字串,substr(起始位置,提取长度)
      int b1 = stoi(s.substr(0, 1));
      int b2 = stoi(s.substr(2, 1));
      

    扩展2:开辟空间的方法

    1. 使用malloc()free() 函数,注意要导入头文件<stdlib.h>

      int* i_ptr = (int*)malloc(sizeof(int) * 10);	// 要进行强制类型转换
      free(i_ptr);									// 一定要释放开辟的内存空间
      
    2. 使用newdelete 方法

      int* i_ptr = new int;		// 也可以加括号, new(int);
      delete i_ptr;				// 也可以添加括号, delete(i_ptr);
      
      // 指向一篇连续空间
      int* j_ptr = new int[10]{1, 2 ,3 ,4, 5};		// 直接进行初始化
      delete[] j_ptr;									// 删除连续空间需要加[]
      
      char* k_ptr = new char[8]{};
      delete[] k_ptr;
      

    作者:Cooku Black

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