C++Primer读书笔记----第三章标准库类型
第三章 标准库类型
两种最重要的标准库类型是 string 和 vector。string 类型支持长度可变的字符串，vector 可用于保存一组指定类型的对象。
另一种标准库类型 bitset，提供了一种抽象方法来操作位的集合。与整型值上的内置位操作符相比，bitset 类类型提供了一种更方便的处理位的方式。
3.1 命名空间的using声明
using namespace::name
using std::cin;
每个名字都需要一个 using 声明,一个 using 声明一次只能作用于一个命名空间成员。
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
3.2 标准string类型
string 类型支持长度可变的字符串，C++ 标准库将负责管理与存储字符相关的内存，以及提供各种有用的操作。
#include <string>
using std::string;
string 对象的定义和初始化
string s1; 默认构造函数 s1 为空串
string s2(s1); 将 s2 初始化为 s1 的一个副本
string s3("value"); 将 s3 初始化为一个字符串字面值副本
string s4(n, 'c'); 将 s4 初始化为字符 'c' 的 n 个副本
string对象的读写
string s; // empty string
cin >> s; // read whitespace-separated string into s
cout << s << endl; // write s to the output
return 0;
cin<<s;
- 读取并忽略开头所有的空白字符（如空格，换行符，制表符）.
- 读取字符直至再次遇到空白字符，读取终止。
读入未知数目的string 对象
while (cin >> word)
cout << word << endl;
使用getline 读取整行文本
while (getline(cin, line))
cout << line << endl;由于 getline 函数返回时丢弃换行符，换行符将不会存储在 string 对象中。
string对象的操作
s.empty() //如果 s 为空串，则返回 true，否则返回 false。
s.size() //返回 s 中字符的个数
s[n] //返回 s 中位置为 n 的字符，位置从 0 开始计数
s1 + s2 //把 s1 和s2 连接成一个新字符串，返回新生成的字符串
s1 = s2 //把 s1 内容替换为 s2 的副本
v1 == v2 //比较 v1 与 v2 的内容，相等则返回 true，否则返回 false
!=, <, <=, >, and >= //保持这些操作符惯有的含义
string::size_type 类型
size() 成员函数似乎应该返回整形数值，无符号整数。但事实上，size 操作返回的是 string::size_type 类型的值。
string 关系操作符
string 对象比较操作是区分大小写的。在多数计算机上，大写的字母位于小写之前：任何一个大写之母都小于任意的小写字母。
== 操作符比较两个 string 对象，长度相当并且含有相同字符
string 对象的赋值
标准库类型尽量设计得和基本数据类型一样方便易用。因此，大多数库类型支持赋值操作。对 string 对象来说，可以把一个 string 对象赋值给另一个 string 对象；
string st1, st2 = "The expense of spirit";
st1 = st2; // replace st1 by a copy of st2
赋值操作需要做一些工作。它必须先把 st1 占用的相关内存释放掉，然后再分配给 st2 足够存放 st2 副本的内存空间，最后把 st2 中的所有字符复制到新分配的内存空间。
两个string 对象相加
string s3 = s1 + s2; s1 += s2;
和字符串字面值的连接
string s4 = "hello" + ", "; // error: no string operand
string s6 = "hello" + ", " + s2; // error: can't add string literals
从string 对象获取字符
string 类型通过下标操作符（[ ]）来访问 string 对象中的单个字符。下标操作符需要取一个 size_type 类型的值，来标明要访问字符的位置。
string str("some string");
for (string::size_type ix = 0; ix != str.size(); ++ix)
cout << str[ix] << endl;
在使用下标索引 string 对象时，必须保证索引值“在上下界范围内”。
string 对象中字符的处理
这些函数都在 cctype 头文件中定义。
isalnum(c) 如果 c 是字母或数字，则为 True。
isalpha(c) 如果 c 是字母，则为 true。
iscntrl(c) 如果 c 是控制字符，则为 true
isdigit(c) 如果 c 是数字，则为 true。
isgraph(c) 如果 c 不是空格，但可打印，则为 true。
islower(c) 如果 c 是小写字母，则为 true。
isprint(c) 如果 c 是可打印的字符，则为 true。
ispunct(c) 如果 c 是标点符号，则 true。
isspace(c) 如果 c 是空白字符，则为 true。
isupper(c) 如果 c 是大写字母，则 true。
isxdigit(c) 如果是 c 十六进制数，则为 true。
tolower(c) 如果 c 大写字母，返回其小写字母形式，否则直接返回 c。
toupper(c) 如果 c 是小写字母，则返回其大写字母形式，否则直接返回 c。
3.3. 标准库 vector 类型
vector 是同一种类型的对象的集合，每个对象都有一个对应的整数索引值。一个容器中的所有对象都必须是同一种类型的。
#include <vector>
using std::vector;
vector 是一个类模板（class template）。必须说明 vector 保存何种对象的类型，通过将类型放在类型放在类模板名称后面的尖括号中来指定类型：
vector<int> ivec;
vector<Sales_item> Sales_vec;
vector 对象的定义和初始化
vector<T> v1; //vector 保存类型为 T 对象。默认构造函数 v1 为空。
vector<T> v2(v1); //v2 是 v1 的一个副本。
vector<T> v3(n, i); //v3 包含 n 个值为 i 的元素。
vector<T> v4(n); //v4 含有值初始化的元素的 n 个副本。
创建确定个数的元素
若要创建非空的 vector 对象，必须给出初始化元素的值。虽然可以对给定元素个数的 vector 对象预先分配内存，但更有效的方法是先初始化一个空 vector 对象，然后再动态地增加元素。vector 对象（以及其他标准库容器对象）的重要属性就在于可以在运行时高效地添加元素。因为 vector 增长的效率高，在元素值已知的情况下，最好是动态地添加元素。
值初始化
如果没有指定元素的初始化式，那么标准库将自行提供一个元素初始值进行值初始化（value initializationd）。这个由库生成的初始值将用来初始化容器中的每个元素，具体值为何，取决于存储在 vector 中元素的数据类型。
vector 对象的操作
v.empty() //如果 v 为空，则返回 true，否则返回 false。
v.size() //返回 v 中元素的个数。
v.empty() //如果 v 为空，则返回 true，否则返回 false。
v.push_back(t) //在 v 的末尾增加一个值为 t 的元素。
v[n] //返回 v 中位置为 n 的元素。
v1 = v2 //把 v1 的元素替换为 v2 中元素的副本。
v1 == v2 //如果 v1 与 v2 相等，则返回 true。
!=, <, <=,>, and >= //保持这些操作符惯有的含义。
vector 对象的 size
empty 和 size 操作类似于 string 的相关操作。成员函数size 返回相应 vector 类定义的 size_type 的值。
vector<int>::size_type
向 vector 添加元素
while (cin >> word) {
text.push_back(word);// append word to text
vector 的下标操作
for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)
ivec[ix] = 0;
下标操作不添加元素
vector<int> ivec; // empty vector
for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != 10; ++ix)
ivec[ix] = ix; // disaster: ivec has no elements
这个循环的正确写法应该是：
for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != 10; ++ix)
ivec.push_back(ix); // ok: adds new element with value ix
关键概念：安全的泛型编程
C++ 程序员习惯于优先选用 != 而不是 < 来编写循环判断条件。调用 size 成员函数而不保存它返回的值，在这个例子中同样不是必需的，但这反映了一种良好的编程习惯。在 C++ 中，有些数据结构（如vector）可以动态增长。
3.4. 迭代器简介
每种容器类型都定义了自己的迭代器类型，如 vector：
vector<int>::iterator iter;
begin 和 end 操作
每种容器都定义了一对命名为 begin 和 end 的函数，用于返回迭代器。如果容器中有元素的话，由 begin 返回的迭代器指向第一个元素：
vector<int>::iterator iter = ivec.begin();
由 end 操作返回的迭代器指向 vector 的“末端元素的下一个”。他指向一个不存在的元素。
vector 迭代器的自增和解引用运算
*iter = 0; 解引用操作符返回迭代器当前所指向的元素。
另一对可执行于迭代器的操作就是比较：用 == 或 != 操作符来比较两个迭代器，如果两个迭代器对象指向同一个元素，则它们相等，否则就不相等。
迭代器的算术操作
iter + n iter - n
可以对迭代器对象加上或减去一个整形值。这样做将产生一个新的迭代器，其位置在 iter 所指元素之前（加）或之后（减） n 个元素的位置。
iter1 - iter2
该表达式用来计算两个迭代器对象的距离，该距离是名为 difference_type 的 signed 类型 size_type 的值
可以用迭代器算术操作来移动迭代器直接指向某个元素，例如，下面语句直接定位于 vector 中间元素：
vector<int>::iterator mid = vi.begin() + vi.size() / 2;
任何改变 vector 长度的操作都会使已存在的迭代器失效。例如，在调用 push_back 之后，就不能再信赖指向 vector 的迭代器的值了。
3.5标准库bitset
有些程序要处理二进制位的有序集，每个位可能包含 0（关）1（开）值。位是用来保存一组项或条件的 yes/no 信息（有时也称标志）的简洁方法。标准库提供的 bitset 类简化了位集的处理。要使用 bitset 类就必须包含相关的头文件。
#include <bitset>
using std::bitset;
bitset 对象的定义和初始化
bitset 类是一种类模板；而与 vector 不一样的是 bitset 类型对象的区别仅在其长度而不在其类型。在定义 bitset 时，要明确 bitset 含有多少位，须在尖括号内给出它的长度值：
bitset<n> b; //b 有 n 位，每位都 0
bitset<n> b(u); //b 是 unsigned long 型 u 的一个副本
bitset<n> b(s); //b 是 string 对象 s 中含有的位串的副本
bitset<n> b(s, pos, n); //b 是 s 中从位置 pos 开始的&nbps;n 个位的副本。
bitset<32> bitvec; // 32 bits, all zero
位集合的位置编号从 0 开始，因此，bitvec 的位序是从 0 到 31。以 0 位开始的位串是低阶位（low-order），以 31 位结束的位串是高阶位（high-order）。
当用 unsigned long 值作为 bitset 对象的初始值时，该值将转化为二进制的位模式。而 bitset 对象中的位集作为这种位模式的副本。如果 bitset 类型长度大于 unsigned long 值的二进制位数，则其余的高阶位将置为 0；如果 bitset 类型长度小于 unsigned long 值的二进制位数，则只使用 unsigned 值中的低阶位，超过 bistset 类型长度的高阶位将被丢弃。
用string 对象初始化 bitset 对象
当用 string 对象初始化 bitset 对象时，string 对象直接表示为位模式。从 string 对象读入位集的顺序是从右向左（from right to left）：
string strval("1100");
bitset<32> bitvec4(strval);
string 对象和 bitsets 对象之间是反向转化的：string 对象的最右边字符（即下标最大的那个字符）用来初始化 bitset 对象的低阶位（即下标为 0 的位）。当用 tring 对象初始化 bitset 对象时，记住这一差别很重要。
bitset 对象上的操作
b.any() //b 中是否存在置为 1 的二进制位？
b.none() //b 中不存在置为 1 的二进制位吗？
b.count() //b 中置为 1 的二进制位的个数
b.size() //b 中二进制位的个数
b[pos] //访问 b 中在 pos 处二进制位
b.test(pos) //b 中在 pos 处的二进制位置为 1 么？
b.set() //把 b 中所有二进制位都置为 1
b.set(pos) //把 b 中在 pos 处的二进制位置为 1
b.reset() //把 b 中所有二进制位都置为 0
b.reset(pos) //把 b 中在 pos 处的二进制位置为 0
b.flip() //把 b 中所有二进制位逐位取反
b.flip(pos) //把 b 中在 pos 处的二进制位取反
b.to_ulong() //用 b 中同样的二进制位返回一个 unsigned long 值
os << b //把 b 中的位集输出到 os 流测试
访问 bitset 对象中的位
for (int index = 0; index != 32; index += 2)
bitvec[index] = 1;
for (int index = 0; index != 32; index += 2)
bitvec.set(index);
获取 bitset 对象的值
仅当 bitset 类型的长度小于或等于 unsigned long 的长度时，才可以使用 to_ulong 操作：
unsigned long ulong = bitvec3.to_ulong();
cout << "ulong = " << ulong << endl;
输出二进制位
bitset<32> bitvec2(0xffff); // bits 0 ... 15 are set to 1; 16 ...31 are 0
cout << "bitvec2: " << bitvec2 << endl;
输出结果为： bitvec2: 00000000000000001111111111111111
