C++ Primer 5th學習筆記2 字元串、向量和數組

一、字元串、向量、數組

1 标準庫類型string

  标準庫類型string表示可變長的字元序列，使用時必須先包含string頭檔案

#include <string>

,檔案中還需要聲明

using std::string;

1.1 定義和初始化string對象

eg

聲明形式	描述
string s1	預設初始化，s1是一個字元串
string s2(s1)	s2是s1的副本
string s2 = s1	等價于s2(s1)，s2是s1的副本
string s3("value")	s3是字面值“value”的副本
string s3 = value	等價于s3(“value”)
string s4(n, 'c')	把s4初始化為由連續n個字元c組成的串

拷貝初始化與直接初始化的差別：

string s5 = "hiya";		//拷貝初始化
string s6("hiya");		//直接初始化
string s7(10, 'c');		//直接初始化
           

Tips：帶等号的為拷貝初始化，不帶等号的即直接初始化

1.2 string對象上的操作

操作	描述
os << s	将s寫到輸出流 os 當中，傳回 os
is >> s	從 is 中讀取字元串指派給 s ，字元串以空白間隔，傳回 is
getline(is, s)	從 is 中讀取一行指派給 s ，傳回 is
s.empty()	s 為空傳回true，否則傳回false
s.size()	傳回s中字元的個數
s[n]	傳回s中第n個字元的引用，位置n從0開始
s1 + s2	傳回 s1 和 s2 連接配接後的結果
s1 = s2	用 s2 的副本代替 s1 中原來的字元
s1 == s2	若 s1 和 s2 所含的字元完全一樣，則兩者相等
s1 != s2	等性判斷對字母的大小敏感
<,<=,>,>=	利用字元在字典中的順序進行比較，對字母的大小寫敏感

比較string對象的規則：

• 若兩個string長度不同，但較短的string的每個字元串與較長的string對應位置上的字元相同，則較短的string小于較長的string對象
• 兩個string在某些對應位置上不一緻，則比較結果是string中第一對相異字元的比較結果。

string str1 = "Hello";
string str2 = "Hello World";
string str3 = "Hiya";
           

如上例：str1小于str2，str3大于str2，str3大于str1。

string相加規則：必須確定每個加法運算符（+）的兩側的運算對象至少有一個是string對象。

1.3 處理string對象中的字元

以下函數都包含在

cctype

頭檔案中

函數名	描述
tolower(c)	大寫轉小寫，小寫還是傳回小寫
toupper(c)	小寫轉大寫，大寫還是傳回大寫
isalnum(c)	c是字母or數字為真
isalpha(c)	c是字母為真
isdigit(c)	c是數字為真
isspace(c)	c是空白（空格、橫縱制表符、回車、換行、進紙符）為真
isxdigit(c)	c是十六進制數字為真

2 标準庫類型vector

标準庫類型vector表示對象的集合，vector也稱作容器。使用時必須先包含string頭檔案

#include <vector>

,檔案中還需要聲明

using std::vector;

2.1 定義和初始化vector對象

eg

聲明形式	描述
vector<T> v1	v1是一個類型為T的空vector。
vector<T> v2(v1)	v2包含v1所有元素的副本
vector<T> v2 = v1	等價于v2(v1)，v2是v1的副本
vector<T> v3(n, val)	v3包含了n個重複的元素，每個元素的值都是val
vector<T> v4(n)	v4包含了n個重複地執行了值初始化的對象
vector<T> v5{a,b,c...}	v5包含了初始值個數的元素
vector<T> v5 = {a,b,c...}	等價于v5{a,b,c…}

2.2 vector對象上的操作

操作	描述
v.empty()	若v中不含任何元素，傳回真，否則傳回假
v.size()	傳回v中元素的個數
v[n]	傳回v中第n個位置上元素的引用
v.push_back()	傳回 v1 和 v2 連接配接後的結果
v1 = v2	用 v2 中的元素的拷貝替換 v1 中的元素
v1 = {a,b,c...}	用清單中的元素拷貝替換v1中的元素
v1 == v2	v1 和 v2 相等當且僅當他們的元素數量相同且
v1 != v2	對應位置的元素值都相同
<,<=,>,>=	以字典順序進行比較

Tip:vector對象（以及string對象）的下标運算符隻能用于通路已存在的元素

2.3 疊代器運算符

  疊代器：所有的标準庫容器都可以使用疊代器，都擁有begin和end成員，其中begin成員負責傳回指向第一個元素的疊代器；end成員負責傳回容器“尾元素的下一個位置”；若容器為空，則begin和end傳回的是同一個疊代器

标準容器疊代器的運算符

操作	描述
*iter	傳回疊代器iter所指元素的引用
iter->mem	解引用iter并擷取該元素的名為mem的成員，等價于（*iter）.mem
++iter	令iter訓示容器中的下一個元素
--iter	令iter訓示容器中的上一個元素
iter1 == iter2	判斷兩個疊代器是否相等
iter1 != iter2	（主要針對同一個容器）

Tip：凡是使用了疊代器的循環體，都不要向疊代器所屬的容器添加元素

• vector和string疊代器支援的運算

運算	描述
iter + n	疊代器向後移動n個位置
iter - n	疊代器向前移動n個位置
iter += n	疊代器加法的複合指派語句
iter -= n	疊代器減法的複合指派語句
iter1 - iter2	兩個疊代器之間的距離
>、>=、<、<=	疊代器之間的關系運算

使用疊代器的經典例子------二分搜尋

//text為一有序的對象
//sought表示在text中搜尋的元素
auto beg = text.begin(), end = text.end();
auto mid = text.begin() + (end - beg)/2;		//初始狀态下的中間點
//當還有元素未檢查并且還未找到sought時執行循環
while(mid != end && *mid != sought)
{
    if(sought < *mid)		//若sought在前半部分，則此時的mid為下一次的end
    {
        end = mid;
    }
    else					//sought在後半部分，則此時的mid+１為下一次的beg
    {
        beg = mid + 1;
    }
    mid = beg + (end - beg)/2;	//新的中間點
}
           

Tip：此處的

mid = beg + (end - beg)/2

不能簡寫成

mid = （beg + end）/2

，因為疊代器不支援此運算，而且

(end - beg)/2

得到的是距離，beg + 距離符合

iter + n

的形式

3 數組

3.1 定義和初始化數組對象

• 字元數組的特殊性

  字元數組有一種額外的初始化方式，==此處一定要注意字元串字面值的結尾處還有一個空字元，==示例如下：

char a1[] = {'C','+','+'};		//清單初始化，沒有空字元
char a2[] = {'C','+','+','\0'};		//清單初始化，含有顯示的空字元
char a3[] = "C++";		//自動添加表示字元串結束的空字元
const char a4[3] = "C++";		//錯誤：沒有空間可存放空字元
           

• 不允許拷貝和指派

  不能将數組的内容拷貝給其他數組作為其初始值，也不能用數組為其他數組指派

• 數組的含義

  Tip：了解數組的含義，從數組的名字開始按照由内向外的順序閱讀

• 标準庫函數begin和end

    begin和end均定義在iterator頭檔案中，注意尾後指針不能執行解引用和遞增操作

  eg:

int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};		//以拷貝的形式定義數組a
int *beg = begin(a);		//指向a首元素的指針
int *last = end(a);			//指向a尾元素的下一個位置的指針
           

• 指針運算

int a[] = {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0};		//以拷貝的形式定義數組a
int *beg = begin(a);		//指向a首元素的指針
int *last = end(a);			//指向a尾元素的下一個位置的指針
auto n = end(a) - begin(a);		//n的值為10，即a中元素的數量
           

兩個指針相減的結果的類型是一種名為ptrdiff_t的标準庫類型

int a[] = {0，1,2,3,4,5,6,7,8,9};		//以拷貝的形式定義數組a
int last = *(a + 4);			//定義last初始化的值等于a[4]
last = *a + 4;		//指派last = a[0] + 4 = 4
int k = a[-2];		//a[-2]是a[0]的值
           

4 C标準庫String函數

  下表中的函數均定義在cstring頭檔案中，cstring是C中的頭檔案string.h的cpp版本。

函數名稱	描述
strlen(p)	傳回p的長度，不包括空字元
strcmp(p1,p2)	比較 p1 和 p2 的相等性，若相等傳回0，若大于，傳回一個正值；若小于，傳回一個負值
strcat(p1,p2)	将 p2 附加到 p1 之後，傳回 p1
strcpy(p1,p2)	将 p2 拷貝給 p1 ，傳回 p1