23-函数与array对象

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7.8　函数与array对象

在C++中，类对象是基于结构的，因此结构编程方面的有些考虑因素也适用于类。例如，可按值将对象传递给函数，在这种情况下，函数处理的是原始对象的副本。另外，也可传递指向对象的指针，这让函数能够操作原始对象。下面来看一个使用C++11模板类array的例子。

假设您要使用一个array对象来存储一年四个季度的开支：

std::array<double, 4> expenses;

本书前面说过，要使用array类，需要包含头文件array，而名称array位于名称空间std中。如果函数来显示expenses的内容，可按值传递expenses：

show(expenses);

但如果函数要修改对象expenses，则需将该对象的地址传递给函数（下一章将讨论另一种方法——使用引用）：

fill(&expenses);

这与程序清单7.13处理结构时使用的方法相同。

如何声明这两个函数呢？expenses的类型为array<double, 4>，因此必须在函数原型中指定这种类型：

void show(std::array<double, 4> da);   // da an object
void fill(std::array<double, 4> * pa); // pa a pointer to an object

这些考虑因素是这个示例程序的核心。该程序还包含其他一些功能。首先，它用符号常量替换了4：

const int Seasons = 4;

其次，它使用了一个const array对象，该对象包含4个string对象，用于表示几个季度：

const std::array<std::string, Seasons> Snames =
    {"Spring", "Summer", "Fall", "Winter"};

请注意，模板array并非只能存储基本数据类型，它还可存储类对象。程序清单7.15列出了该程序的完整代码。

程序清单7.15　arrobj.cpp

//arrobj.cpp -- functions with array objects (C++11)
#include <iostream>
#include <array>
#include <string>
// constant data
const int Seasons = 4;
const std::array<std::string, Seasons> Snames =
    {"Spring", "Summer", "Fall", "Winter"};
// function to modify array object
void fill(std::array<double, Seasons> * pa);
// function that uses array object without modifying it
void show(std::array<double, Seasons> da);
int main()
{
    std::array<double, Seasons> expenses;
    fill(&expenses);
    show(expenses);
    return 0;
}
void fill(std::array<double, Seasons> * pa)
{
    using namespace std;
    for (int i = 0; i < Seasons; i++)
    {
        cout << "Enter " << Snames[i] << " expenses: ";
        cin >> (*pa)[i];
    }
}
void show(std::array<double, Seasons> da)
{
    using namespace std;
    double total = 0.0;
    cout << "\nEXPENSES\n";
    for (int i = 0; i < Seasons; i++)
    {
        cout << Snames[i] << ": $" << da[i] << endl;
        total += da[i];
    }
    cout << "Total Expenses: $" << total << endl;
}

下面是该程序的运行情况：

Enter Spring expenses: 212
Enter Summer expenses: 256
Enter Fall expenses: 208
Enter Winter expenses: 244
EXPENSES
Spring: $212
Summer: $256
Fall: $208
Winter: $244
Total: $920

程序说明

由于const array对象Snames是在所有函数之前声明的，因此可在后面的任何函数定义中使用它。与const Seasons一样，Snames也有整个源代码文件共享。这个程序没有使用编译指令using，因此必须使用std::限定array和string。为简化程序，并将重点放在函数如何使用对象上，函数fill()没有检查输入是否有效。

函数fill()和show()都有缺点。函数show()存在的问题是，expenses存储了 4个double值，而创建一个新对象并将expenses的值复制到其中的效率太低。如果修改该程序，使其处理每月甚至每日的开支，这种问题将更严重。

函数fill()使用指针来直接处理原始对象，这避免了上述效率低下的问题，但代价是代码看起来更复杂：

fill(&expenses); // don't forget the &
...
cin >> (*pa)[i];

在最后一条语句中，pa是一个指向array<double, 4>对象的指针，因此pa为这种对象，而(pa) [i]是该对象的一个元素。由于运算符优先级的影响，其中的括号必不可少。这里的逻辑很简单，但增加了犯错的机会。

使用第8章将讨论的引用可解决效率和表示法两方面的问题。

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