2.2 數組

數組是相同類型變量的序列。數組的類型包括它所包含的元素的類型和數量。在聲明語法中可以把這些信息組織在一起：元素類型在方括號前面，數組大小在方括號中間。

例如，下面的代碼聲明了一個包含100個int對象的數組：

2.2.1 數組初始化

有一種使用大括號初始化數組值的快捷方式：

我們可以省略數組的長度，因為它可以在編譯時從大括號中的元素數量推斷出來。

2.2.2 訪問數組元素

使用方括號包圍所需的索引即可訪問數組元素。在C++中，數組的索引是從零開始的，所以第一個元素的索引是0，第十個元素的索引是9，以此類推。代碼清單2-9說明了讀寫數組元素的方法。

這段代碼聲明了一個名為arr的四元素數組，包含元素1、2、3和4?。在下一行?，它打印了第三個元素。然后，它將第三個元素賦值為100?，所以當重新打印第三個元素?時，其值是100。

2.2.3 for循環簡介

for循環可以重復（或迭代）執行某些語句特定次數。我們可以規定一個起點和其他條件。init-statement（初始化語句）在第一次迭代之前執行，所以它可以初始化for循環中使用的變量。conditional是一個表達式，在每次迭代前被求值。如果它被評估為true，迭代繼續進行。如果為false，for循環就會終止。iteration-statement在每次迭代后執行，這在必須遞增變量以覆蓋一個數值范圍的情況下很有用。for循環的語法如下：

例如，代碼清單2-10顯示了如何使用for循環來尋找數組的最大值。

首先把maximum初始化為可能的最小值?；這里是0，因為它是無符號的。接下來，初始化數組的值?，用for循環?遍歷這些值。迭代器變量i的范圍從0到4（包括4）。在for循環中，訪問數組values的每個元素，并檢查該元素是否大于當前的maximum?。如果大于，就把maximum設置為新的值?。循環結束后，maximum等于數組中的最大值，打印出maximum的值?。

注意 如果你以前用C或C++編程過，你可能想知道為什么代碼清單2-10采用size_t而不是int作為i的類型。這是因為考慮到values理論上可以占用最大可用存儲。size_t可以保證在數組內部對任何值進行索引，int卻不能。在實踐中，這其實沒有區別，但從技術上講，size_t是正確的。

1.基于范圍的for循環

代碼清單2-10展示了如何使用for循環?來迭代數組中的元素。我們可以通過基于范圍（range-based）的for循環來消除迭代器變量i。對于像數組這樣的特定對象，for知道如何在對象中的值的范圍內進行迭代。下面是基于范圍的for循環的語法：

聲明迭代器變量element-name?的類型為element-type?。element-type必須與要迭代的數組內的元素類型相匹配。要迭代的數組就是array-name?。

代碼清單2-11用基于范圍的for循環重構了代碼清單2-10。

注意 第7章將介紹表達式的知識。現在，暫且把表達式看作對程序產生影響的一些代碼。

代碼清單2-11大大改進了代碼清單2-10。一目了然，一看就知道for循環迭代了數組values?。因為拋棄了迭代器變量i，所以for循環的主體得到了簡化，可以直接使用values的每個元素??。

請善用基于范圍的for循環。

2.數組中元素的數量

使用sizeof運算符可以獲得數組的總大小（以字節為單位）。我們可以使用一個簡單的技巧來確定數組的元素數：用數組的大小除以單個元素的大小。

在大多數系統上，sizeof(array)?將計算為16字節，sizeof(short)?將計算為2字節。不管short的大小如何，n_elements總是初始化為8，因為因子會抵消。這個計算發生在編譯時，所以以這種方式評估數組的長度沒有運行時成本。

sizeof(x)/sizeof(y)構造太過于偏重技巧，但它被廣泛用于舊代碼中。第二部分將探討其他存儲數據的方法，這些方法不需要對數據長度進行外部計算。如果必須使用數組，則可以使用<iterator>頭文件中的std::size函數安全地獲得元素的數量。

注意 好的是，std::size可以與任何暴露了size方法的容器（見第13章）一起使用。這在編寫泛型代碼（見第6章）時特別有用。此外，如果不小心傳遞了一個不支持的類型，如指針，它將拒絕編譯。

2.2.4 C風格字符串

字符串是由字符組成的連續序列。C風格的字符串或null結尾字符串會在末尾附加一個零（null），以表示字符串結束了。因為數組元素是連續的，所以我們可以在字符類型的數組中存儲字符串。

1.字符串字面量

用引號（""）括住文本即可聲明字符串字面量。像字符字面量一樣，字符串字面量也支持Unicode：只要在前面加上適當的前綴，如L。以下示例將字符串字面量賦給english和chinese數組：

注意 其實，我們一直都在使用字符串字面量：printf語句的格式化字符串便是字符串字面量。

這段代碼產生了兩個變量：english（包含A book holds a house of gold.）和chinese（包含“書中自有黃金屋”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，可以將字符串納入格式化字符串，如下所示：

注意 將Unicode打印到控制臺出乎意料得復雜。通常情況下，我們需要確保選擇了正確的代碼頁，而這個話題遠遠超出了本書的范圍。如果需要將Unicode字符嵌入字符串字面量，請看<cwchar>頭文件中的wprintf。

連續的字符串字詞會被串聯在一起，任何中間的空白或換行符都會被忽略。因此，可以在源代碼中將字符串字面量分多行放置，編譯器會將它們視為一個整體。例如，上述例子可如下重構：

通常情況下，只有當字符串字面量很長，在源代碼中會跨越多行時，這樣的結構才有利于提高可讀性。生成的程序是相同的。

3.ASCII

美國信息交換標準代碼（American Standard Code for Information Interchange，ASCII）表將整數與字符一一匹配。表2-4顯示了ASCII表。對于十進制（0d）和十六進制（0x）的整數值，表中都給出了控制代碼或可打印字符。

ASCII代碼0～31是控制設備的控制代碼字符。這些大多是不合時宜的。當美國標準協會在20世紀60年代正式確定ASCII時，當時的現代設備包括電傳打字機、磁帶閱讀器和點陣打印機。目前仍在普遍使用的一些控制代碼有：

? 0（NULL），被編程語言用作字符串的結束符。

? 4（EOT），EOT意指End Of Transmission，即傳輸結束，終止shell會話和與PostScript打印機的通信。

? 7（BELL），使設備發出聲音。

? 8（BS），BS意指BackSpace，即退格，使設備擦除最后一個字符。

? 9（HT），HT意指Horizontal Tab，即水平制表符，將光標向右移動幾個空格。

? 10（LF），LF意指Line Feed，即換行，在大多數操作系統中被用作行末標記。

? 13（CR），CR意指Carriage Return，即回車，在Windows系統中與LF結合使用，作為行末標記。

? 26（SUB），指替代字符（SUBstitute character）、文件結束和<Ctrl+Z>，在大多數操作系統上暫停當前執行的交互式進程。

ASCII表的其余部分（從32到127）是可打印字符。這些代表英文字符、數字和標點符號。

在大多數系統中，char類型的表示方法是ASCII。雖然它們之間的這種關系沒有得到嚴格的保證，但它的確是一個標準。

現在是時候將char類型、數組、for循環和ASCII表結合起來使用了。代碼清單2-12顯示了如何用字母構建數組，如何打印結果，以及如何將數組轉換成大寫字母的數組并再次打印。

首先，我們聲明一個長度為27的char數組來存放26個英文字母和一個null結尾符?。接下來，采用for循環，使用迭代器變量i從0到25進行迭代。字母a的ASCII值為97。在迭代器變量i上添加97，我們可以生成小寫字母表alphabet?。要使alphabet成為以null結尾的字符串，需要將alphabet[26]設置為0?。然后打印出結果?。

接下來，我們來打印大寫字母表。字母A的ASCII值是65，所以相應地重置了字母表的每個元素?，并再次調用printf?。