黑马程序员C++基础入门(三)——函数 - 指针 - 结构体

本文转载自：https://github.com/AnkerLeng/Cpp-0-1-Resource.git
视频见：https://www.bilibili.com/video/av41559729?p=31

6 函数

6.1 概述

作用： 将一段经常使用的代码封装起来，减少重复代码

一个较大的程序，一般分为若干个程序块，每个模块实现特定的功能。

6.2 函数的定义

函数的定义一般主要有5个步骤：

返回值类型
函数名
参数列表
函数体语句
return 表达式

语法：

返回值类型 函数名 （参数列表）
{

       函数体语句

       return 表达式

}

返回值类型：一个函数可以返回一个值。在函数定义中
函数名：给函数起个名称
参数列表：使用该函数时，传入的数据
函数体语句：花括号内的代码，函数内需要执行的语句
return 表达式：和返回值类型挂钩，函数执行完后，返回相应的数据

示例： 定义一个加法函数，实现两个数相加

int add(int num1, int num2)
{
	int sum = num1 + num2;
	return sum;
}

6.3 函数的调用

功能： 使用定义好的函数
语法：函数名（参数）

示例：

//函数定义
int add(int num1, int num2) //定义中的num1,num2称为形式参数，简称形参
{
	int sum = num1 + num2;
	return sum;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 10;
	//调用add函数
	int sum = add(a, b);//调用时的a，b称为实际参数，简称实参
	cout << "sum = " << sum << endl;

	a = 100;
	b = 100;

	sum = add(a, b);
	cout << "sum = " << sum << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结：函数定义里小括号内称为形参，函数调用时传入的参数称为实参

6.4 值传递

所谓值传递，就是函数调用时实参将数值传入给形参
值传递时，如果形参发生任何改变，都不会影响实参

示例：

void swap(int num1, int num2)
{
	cout << "交换前：" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	int temp = num1;
	num1 = num2;
	num2 = temp;

	cout << "交换后：" << endl;
	cout << "num1 = " << num1 << endl;
	cout << "num2 = " << num2 << endl;

	//return ; 当函数声明时候，不需要返回值，可以不写return
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;

	swap(a, b);

	cout << "mian中的 a = " << a << endl;
	cout << "mian中的 b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

在这里插入图片描述

总结：值传递时，形参是修饰不了实参的

6.5 函数的常见样式

常见的函数样式有4种

无参无返
有参无返
无参有返
有参有返

示例：

//函数常见样式
//1、 无参无返
void test01()
{
	//void a = 10; //无类型不可以创建变量,原因无法分配内存
	cout << "this is test01" << endl;
	//test01(); 函数调用
}

//2、 有参无返
void test02(int a)
{
	cout << "this is test02" << endl;
	cout << "a = " << a << endl;
}

//3、无参有返
int test03()
{
	cout << "this is test03 " << endl;
	return 10;
}

//4、有参有返
int test04(int a, int b)
{
	cout << "this is test04 " << endl;
	int sum = a + b;
	return sum;
}


//函数调用
int main(){
	test01();
	test02(100);
	int num = test03();
	cout << "num =  " << num << endl;


}

6.6 函数的声明

作用： 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。

函数的声明可以多次，但是函数的定义只能有一次

示例：

//声明，提前告诉编译器函数的存在
int max(int a, int b);    // 函数定义在主函数之下，可以先声明
int max(int a, int b);    // 函数的声明可以多次

int main() {

	int a = 100;
	int b = 200;

	cout << max(a, b) << endl;

	system("pause");

	return 0;
}
//定义
int max(int a, int b)
{
	return a > b ? a : b;
}

6.7 函数的分文件编写

作用： 让代码结构更加清晰

函数分文件编写一般有4个步骤

创建后缀名为.h的头文件
创建后缀名为.cpp的源文件
在头文件中写函数的声明
在源文件中写函数的定义

示例：

//swap.h文件
#include<iostream>
using namespace std;

//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);

//swap.cpp文件
#include "swap.h"

void swap(int a, int b)
{
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;

	cout << "a = " << a << endl;
	cout << "b = " << b << endl;
}

//main函数文件
#include "swap.h"
int main() {

	int a = 100;
	int b = 200;
	swap(a, b);

	system("pause");

	return 0;
}

7 指针

7.1 指针的基本概念

指针的作用： 可以通过指针间接访问内存

内存编号是从0开始记录的，一般用十六进制数字表示
可以利用指针变量保存地址

7.2 指针变量的定义和使用

指针变量定义语法： 数据类型 * 变量名；

示例：

int main() {

    //1、指针的定义
	int a = 10; //定义整型变量a
	
	//指针定义语法： 数据类型 * 变量名 ;
	int * p;

	//指针变量赋值
	p = &a; //指针指向变量a的地址
	cout << &a << endl; //打印数据a的地址
	cout << p << endl;  //打印指针变量p

    //2、指针的使用
	//通过*操作指针变量指向的内存
	*p = 1000;
	cout << "a = " << a << endl;    // a = 1000
	cout << "*p = " << *p << endl;   // *p = 1000
	
	system("pause");

	return 0;
}

指针变量和普通变量的区别

普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
指针变量可以通过" * "操作符，操作指针变量指向的内存空间，这个过程称为解引用

总结1：我们可以通过 & 符号获取变量的地址

总结2：利用指针可以记录地址

总结3：对指针变量解引用，可以操作指针指向的内存

7.3 指针所占内存空间

提问：指针也是种数据类型，那么这种数据类型占用多少内存空间？

示例：

int main() {

	int a = 10;

	int * p = &a;     //指针指向数据a的地址

	cout << *p << endl; //* 解引用
	cout << sizeof(p) << endl;      //4
	cout << sizeof(int *) << endl;  // 4
	cout << sizeof(char *) << endl; // 4
	cout << sizeof(float *) << endl;  // 4
	cout << sizeof(double *) << endl;  // 4

	system("pause");

	return 0;
}

在这里插入图片描述

总结：所有指针类型在32位操作系统下是4个字节，在64位操作系统下是4个字节

7.4 空指针和野指针

空指针：指针变量指向内存中编号为0的空间

用途： 初始化指针变量

注意： 空指针指向的内存是不可以访问的，这段内存为系统占用

示例1：空指针

int main() {

	//指针变量p指向内存地址编号为0的空间
	int * p = NULL;

	//访问空指针报错 
	//内存编号0 ~255为系统占用内存，不允许用户访问
	cout << *p << endl;       // 会出错

	system("pause");

	return 0;
}

野指针：指针变量指向非法的内存空间

示例2：野指针

int main() {

	//指针变量p指向内存地址编号为0x1100的空间
	int * p = (int *)0x1100;

	//访问野指针报错 
	cout << *p << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结：空指针和野指针都不是我们申请的空间，因此不要访问。

7.5 const修饰指针

const修饰指针有三种情况

const修饰指针 — 常量指针
const修饰常量 — 指针常量
const即修饰指针，又修饰常量

示例：

int main() {

	int a = 10;
	int b = 10;

	//const修饰的是指针，指针指向可以改，指针指向的值不可以更改
	const int * p1 = &a; 
	p1 = &b; //正确
	//*p1 = 100;  报错
	

	//const修饰的是常量，指针指向不可以改，指针指向的值可以更改
	int * const p2 = &a;
	//p2 = &b; //错误
	*p2 = 100; //正确

    //const既修饰指针又修饰常量
	const int * const p3 = &a;
	//p3 = &b; //错误
	//*p3 = 100; //错误

	system("pause");

	return 0;
}

技巧：看const右侧紧跟着的是指针还是常量, 是指针就是常量指针，是常量就是指针常量

7.6 指针和数组

作用： 利用指针访问数组中元素

示例：

int main() {

	int arr[] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };

	int * p = arr;  //指向数组的指针

	cout << "第一个元素： " << arr[0] << endl;
	cout << "指针访问第一个元素： " << *p << endl;

	for (int i = 0; i < 10; i++)
	{
		//利用指针遍历数组
		cout << *p << endl;
		p++;
	}

	system("pause");

	return 0;
}

7.7 指针和函数

作用： 利用指针作函数参数，可以修改实参的值

示例：

//值传递
void swap1(int a ,int b)
{
	int temp = a;
	a = b; 
	b = temp;
}
//地址传递
void swap2(int * p1, int *p2)
{
	int temp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = temp;
}

int main() {

	int a = 10;
	int b = 20;
	swap1(a, b); // 值传递不会改变实参

	swap2(&a, &b); //地址传递会改变实参

	cout << "a = " << a << endl;

	cout << "b = " << b << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结：如果不想修改实参，就用值传递，如果想修改实参，就用地址传递

7.8 指针、数组、函数

案例描述： 封装一个函数，利用冒泡排序，实现对整型数组的升序排序

例如数组：int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };

示例：

//冒泡排序函数
void bubbleSort(int * arr, int len)  //int * arr 也可以写为int arr[]
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j] > arr[j + 1])
			{
				int temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}

//打印数组函数
void printArray(int arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << arr[i] << endl;
	}
}

int main() {

	int arr[10] = { 4,3,6,9,1,2,10,8,7,5 };
	int len = sizeof(arr) / sizeof(int);

	bubbleSort(arr, len);

	printArray(arr, len);

	system("pause");

	return 0;
}

总结：当数组名传入到函数作为参数时，被退化为指向首元素的指针

8 结构体

8.1 结构体基本概念

结构体属于用户自定义的数据类型，允许用户存储不同的数据类型

8.2 结构体定义和使用

语法：struct 结构体名 { 结构体成员列表 }；

通过结构体创建变量的方式有三种：

struct 结构体名变量名；
struct 结构体名变量名 = { 成员1值，成员2值…}；
定义结构体时顺便创建变量

示例：

//结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
}stu3; //结构体变量创建方式3 


int main() {

     //结构体变量创建方式1
	struct student stu1; //struct 关键字可以省略

	stu1.name = "张三";
	stu1.age = 18;
	stu1.score = 100;
	
	cout << "姓名：" << stu1.name << " 年龄：" << stu1.age  << " 分数：" << stu1.score << endl;

    //结构体变量创建方式2
	struct student stu2 = { "李四",19,60 };

	cout << "姓名：" << stu2.name << " 年龄：" << stu2.age  << " 分数：" << stu2.score << endl;


	stu3.name = "王五";
	stu3.age = 18;
	stu3.score = 80;
	

	cout << "姓名：" << stu3.name << " 年龄：" << stu3.age  << " 分数：" << stu3.score << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结1：定义结构体时的关键字是struct，不可省略；结构体名 = 类型名

总结2：创建结构体变量时，关键字struct可以省略

总结3：结构体变量利用操作符 ‘’.’’ 访问成员

总结4：结构体可以理解为，内置数据类型的集合，组成的自定义数据类型

8.3 结构体数组

作用： 将自定义的结构体放入到数组中方便维护

语法：struct 结构体名数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }

示例：

//结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
}

int main() {
	
	//结构体数组
	struct student arr[3]=
	{
		{"张三",18,80 },
		{"李四",19,60 },
		{"王五",20,70 }
	};

	for (int i = 0; i < 3; i++)
	{
		cout << "姓名：" << arr[i].name << " 年龄：" << arr[i].age << " 分数：" << arr[i].score << endl;
	}

	system("pause");

	return 0;
}

8.4 结构体指针

作用： 通过指针访问结构体中的成员

利用操作符 ->可以通过结构体指针访问结构体属性

示例：

//结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};


int main() {
	
	struct student stu = { "张三",18,100, };
	
	struct student * p = &stu;
	
	p->score = 80; //指针通过 -> 操作符可以访问成员

	cout << "姓名：" << p->name << " 年龄：" << p->age << " 分数：" << p->score << endl;
	
	system("pause");

	return 0;
}

总结：结构体指针可以通过 -> 操作符来访问结构体中的成员

8.5 结构体嵌套结构体

作用： 结构体中的成员可以是另一个结构体

例如： 每个老师辅导一个学员，一个老师的结构体中，记录一个学生的结构体

示例：

//学生结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//教师结构体定义
struct teacher
{
    //成员列表
	int id; //职工编号
	string name;  //教师姓名
	int age;   //教师年龄
	struct student stu; //子结构体 学生
};


int main() {

	struct teacher t1;
	t1.id = 10000;
	t1.name = "老王";
	t1.age = 40;

	t1.stu.name = "张三";
	t1.stu.age = 18;
	t1.stu.score = 100;

	cout << "教师 职工编号： " << t1.id << " 姓名： " << t1.name << " 年龄： " << t1.age << endl;
	
	cout << "辅导学员 姓名： " << t1.stu.name << " 年龄：" << t1.stu.age << " 考试分数： " << t1.stu.score << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 在结构体中可以定义另一个结构体作为成员，用来解决实际问题

8.6 结构体做函数参数

作用： 将结构体作为参数向函数中传递

传递方式有两种：

值传递
地址传递

示例：

//学生结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//值传递
void printStudent(student stu )
{
	stu.age = 28;
	cout << "子函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age  << " 分数：" << stu.score << endl;
}

//地址传递
void printStudent2(student *stu)
{
	stu->age = 28;
	cout << "子函数中 姓名：" << stu->name << " 年龄： " << stu->age  << " 分数：" << stu->score << endl;
}

int main() {

	student stu = { "张三",18,100};
	//值传递
	printStudent(stu);
	cout << "主函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age << " 分数：" << stu.score << endl;

	cout << endl;

	//地址传递
	printStudent2(&stu);
	cout << "主函数中 姓名：" << stu.name << " 年龄： " << stu.age  << " 分数：" << stu.score << endl;

	system("pause");

	return 0;
}

总结：如果不想修改主函数中的数据，用值传递，反之用地址传递

8.7 结构体中 const 使用场景

作用： 用const来防止误操作

示例：

//学生结构体定义
struct student
{
	//成员列表
	string name;  //姓名
	int age;      //年龄
	int score;    //分数
};

//const使用场景
void printStudent(const student *stu) //加const防止函数体中的误操作
{
	//stu->age = 100; //操作失败，因为加了const修饰
	cout << "姓名：" << stu->name << " 年龄：" << stu->age << " 分数：" << stu->score << endl;

}

int main() {

	student stu = { "张三",18,100 };

	printStudent(&stu);

	system("pause");

	return 0;
}

总结： 值传递占用内存较大，可以用地址传递。将函数中的形参改为指针，可以减小内存，指针只占4个字节，不会复制新的副本出来

8.8 结构体案例

8.8.1 案例1

案例描述：
学校正在做毕设项目，每名老师带领5个学生，总共有3名老师，需求如下

设计学生和老师的结构体，其中在老师的结构体中，有老师姓名和一个存放5名学生的数组作为成员

学生的成员有姓名、考试分数，创建数组存放3名老师，通过函数给每个老师及所带的学生赋值

最终打印出老师数据以及老师所带的学生数据。

示例：

struct Student
{
	string name;
	int score;
};
struct Teacher
{
	string name;
	Student sArray[5];
};

void allocateSpace(Teacher tArray[] , int len)
{
	string tName = "教师";
	string sName = "学生";
	string nameSeed = "ABCDE";
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		tArray[i].name = tName + nameSeed[i];
		
		for (int j = 0; j < 5; j++)
		{
			tArray[i].sArray[j].name = sName + nameSeed[j];
			tArray[i].sArray[j].score = rand() % 61 + 40;    // 0+40 ~ 60+40
		}
	}
}

void printTeachers(Teacher tArray[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << tArray[i].name << endl;
		for (int j = 0; j < 5; j++)
		{
			cout << "\t姓名：" << tArray[i].sArray[j].name << " 分数：" << tArray[i].sArray[j].score << endl;
		}
	}
}

int main() {

	srand((unsigned int)time(NULL)); //随机数种子 头文件 #include <ctime>

	Teacher tArray[3]; //老师数组

	int len = sizeof(tArray) / sizeof(Teacher);

	allocateSpace(tArray, len); //创建数据

	printTeachers(tArray, len); //打印数据
	
	system("pause");

	return 0;
}

8.8.2 案例2

案例描述：
设计一个英雄的结构体，包括成员姓名，年龄，性别;创建结构体数组，数组中存放5名英雄。

通过冒泡排序的算法，将数组中的英雄按照年龄进行升序排序，最终打印排序后的结果。

五名英雄信息如下：

		{"刘备",23,"男"},
		{"关羽",22,"男"},
		{"张飞",20,"男"},
		{"赵云",21,"男"},
		{"貂蝉",19,"女"},

示例：

//英雄结构体
struct hero
{
	string name;
	int age;
	string sex;
};
//冒泡排序
void bubbleSort(hero arr[] , int len)
{
	for (int i = 0; i < len - 1; i++)
	{
		for (int j = 0; j < len - 1 - i; j++)
		{
			if (arr[j].age > arr[j + 1].age)
			{
				hero temp = arr[j];
				arr[j] = arr[j + 1];
				arr[j + 1] = temp;
			}
		}
	}
}
//打印数组
void printHeros(hero arr[], int len)
{
	for (int i = 0; i < len; i++)
	{
		cout << "姓名： " << arr[i].name << " 性别： " << arr[i].sex << " 年龄： " << arr[i].age << endl;
	}
}

int main() {

	struct hero arr[5] =
	{
		{"刘备",23,"男"},
		{"关羽",22,"男"},
		{"张飞",20,"男"},
		{"赵云",21,"男"},
		{"貂蝉",19,"女"},
	};

	int len = sizeof(arr) / sizeof(hero); //获取数组元素个数

	bubbleSort(arr, len); //排序

	printHeros(arr, len); //打印

	system("pause");

	return 0;
}

Leben&流觞

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