2.2 数组

数组是相同类型变量的序列。数组的类型包括它所包含的元素的类型和数量。在声明语法中可以把这些信息组织在一起：元素类型在方括号前面，数组大小在方括号中间。

例如，下面的代码声明了一个包含100个int对象的数组：

2.2.1 数组初始化

有一种使用大括号初始化数组值的快捷方式：

我们可以省略数组的长度，因为它可以在编译时从大括号中的元素数量推断出来。

2.2.2 访问数组元素

使用方括号包围所需的索引即可访问数组元素。在C++中，数组的索引是从零开始的，所以第一个元素的索引是0，第十个元素的索引是9，以此类推。代码清单2-9说明了读写数组元素的方法。

这段代码声明了一个名为arr的四元素数组，包含元素1、2、3和4❶。在下一行❷，它打印了第三个元素。然后，它将第三个元素赋值为100❸，所以当重新打印第三个元素❹时，其值是100。

2.2.3 for循环简介

for循环可以重复（或迭代）执行某些语句特定次数。我们可以规定一个起点和其他条件。init-statement（初始化语句）在第一次迭代之前执行，所以它可以初始化for循环中使用的变量。conditional是一个表达式，在每次迭代前被求值。如果它被评估为true，迭代继续进行。如果为false，for循环就会终止。iteration-statement在每次迭代后执行，这在必须递增变量以覆盖一个数值范围的情况下很有用。for循环的语法如下：

例如，代码清单2-10显示了如何使用for循环来寻找数组的最大值。

首先把maximum初始化为可能的最小值❶；这里是0，因为它是无符号的。接下来，初始化数组的值❷，用for循环❸遍历这些值。迭代器变量i的范围从0到4（包括4）。在for循环中，访问数组values的每个元素，并检查该元素是否大于当前的maximum❹。如果大于，就把maximum设置为新的值❺。循环结束后，maximum等于数组中的最大值，打印出maximum的值❻。

注意 如果你以前用C或C++编程过，你可能想知道为什么代码清单2-10采用size_t而不是int作为i的类型。这是因为考虑到values理论上可以占用最大可用存储。size_t可以保证在数组内部对任何值进行索引，int却不能。在实践中，这其实没有区别，但从技术上讲，size_t是正确的。

1.基于范围的for循环

代码清单2-10展示了如何使用for循环❸来迭代数组中的元素。我们可以通过基于范围（range-based）的for循环来消除迭代器变量i。对于像数组这样的特定对象，for知道如何在对象中的值的范围内进行迭代。下面是基于范围的for循环的语法：

声明迭代器变量element-name❷的类型为element-type❶。element-type必须与要迭代的数组内的元素类型相匹配。要迭代的数组就是array-name❸。

代码清单2-11用基于范围的for循环重构了代码清单2-10。

注意 第7章将介绍表达式的知识。现在，暂且把表达式看作对程序产生影响的一些代码。

代码清单2-11大大改进了代码清单2-10。一目了然，一看就知道for循环迭代了数组values❶。因为抛弃了迭代器变量i，所以for循环的主体得到了简化，可以直接使用values的每个元素❷❸。

请善用基于范围的for循环。

2.数组中元素的数量

使用sizeof运算符可以获得数组的总大小（以字节为单位）。我们可以使用一个简单的技巧来确定数组的元素数：用数组的大小除以单个元素的大小。

在大多数系统上，sizeof(array)❶将计算为16字节，sizeof(short)❷将计算为2字节。不管short的大小如何，n_elements总是初始化为8，因为因子会抵消。这个计算发生在编译时，所以以这种方式评估数组的长度没有运行时成本。

sizeof(x)/sizeof(y)构造太过于偏重技巧，但它被广泛用于旧代码中。第二部分将探讨其他存储数据的方法，这些方法不需要对数据长度进行外部计算。如果必须使用数组，则可以使用<iterator>头文件中的std::size函数安全地获得元素的数量。

注意 好的是，std::size可以与任何暴露了size方法的容器（见第13章）一起使用。这在编写泛型代码（见第6章）时特别有用。此外，如果不小心传递了一个不支持的类型，如指针，它将拒绝编译。

2.2.4 C风格字符串

字符串是由字符组成的连续序列。C风格的字符串或null结尾字符串会在末尾附加一个零（null），以表示字符串结束了。因为数组元素是连续的，所以我们可以在字符类型的数组中存储字符串。

1.字符串字面量

用引号（""）括住文本即可声明字符串字面量。像字符字面量一样，字符串字面量也支持Unicode：只要在前面加上适当的前缀，如L。以下示例将字符串字面量赋给english和chinese数组：

注意 其实，我们一直都在使用字符串字面量：printf语句的格式化字符串便是字符串字面量。

这段代码产生了两个变量：english（包含A book holds a house of gold.）和chinese（包含“书中自有黄金屋”的Unicode字符）。

2.格式指定符

窄字符串（char*）的格式指定符是%s。例如，可以将字符串纳入格式化字符串，如下所示：

注意 将Unicode打印到控制台出乎意料得复杂。通常情况下，我们需要确保选择了正确的代码页，而这个话题远远超出了本书的范围。如果需要将Unicode字符嵌入字符串字面量，请看<cwchar>头文件中的wprintf。

连续的字符串字词会被串联在一起，任何中间的空白或换行符都会被忽略。因此，可以在源代码中将字符串字面量分多行放置，编译器会将它们视为一个整体。例如，上述例子可如下重构：

通常情况下，只有当字符串字面量很长，在源代码中会跨越多行时，这样的结构才有利于提高可读性。生成的程序是相同的。

3.ASCII

美国信息交换标准代码（American Standard Code for Information Interchange，ASCII）表将整数与字符一一匹配。表2-4显示了ASCII表。对于十进制（0d）和十六进制（0x）的整数值，表中都给出了控制代码或可打印字符。

ASCII代码0～31是控制设备的控制代码字符。这些大多是不合时宜的。当美国标准协会在20世纪60年代正式确定ASCII时，当时的现代设备包括电传打字机、磁带阅读器和点阵打印机。目前仍在普遍使用的一些控制代码有：

❑ 0（NULL），被编程语言用作字符串的结束符。

❑ 4（EOT），EOT意指End Of Transmission，即传输结束，终止shell会话和与PostScript打印机的通信。

❑ 7（BELL），使设备发出声音。

❑ 8（BS），BS意指BackSpace，即退格，使设备擦除最后一个字符。

❑ 9（HT），HT意指Horizontal Tab，即水平制表符，将光标向右移动几个空格。

❑ 10（LF），LF意指Line Feed，即换行，在大多数操作系统中被用作行末标记。

❑ 13（CR），CR意指Carriage Return，即回车，在Windows系统中与LF结合使用，作为行末标记。

❑ 26（SUB），指替代字符（SUBstitute character）、文件结束和<Ctrl+Z>，在大多数操作系统上暂停当前执行的交互式进程。

ASCII表的其余部分（从32到127）是可打印字符。这些代表英文字符、数字和标点符号。

在大多数系统中，char类型的表示方法是ASCII。虽然它们之间的这种关系没有得到严格的保证，但它的确是一个标准。

现在是时候将char类型、数组、for循环和ASCII表结合起来使用了。代码清单2-12显示了如何用字母构建数组，如何打印结果，以及如何将数组转换成大写字母的数组并再次打印。

首先，我们声明一个长度为27的char数组来存放26个英文字母和一个null结尾符❶。接下来，采用for循环，使用迭代器变量i从0到25进行迭代。字母a的ASCII值为97。在迭代器变量i上添加97，我们可以生成小写字母表alphabet❷。要使alphabet成为以null结尾的字符串，需要将alphabet[26]设置为0❸。然后打印出结果❹。

接下来，我们来打印大写字母表。字母A的ASCII值是65，所以相应地重置了字母表的每个元素❺，并再次调用printf❻。