C++Primer读书笔记：第3章 标准库类型

　　通常，头文件中应该只定义确定必要的东西。请养成这个习惯。

标准库string类型

　　几种初始化string对象的方式

　　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

　　字符串字面值与标准库string类型不是同一种类型。

　　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
　　...

 

string::size_type类型

　　它定义为与unsigned型具有相同的含义，而且可以保证足够大能够存储任意string对象的长度。

　　任何存储string的size操作结果的变量必须为string::size_type类型。特别重要的是，不要把size的返回值赋给一个int变量。

　　

和字符串字面值的连接

　　当进行string对象和字符串字面值混合连接操作时，+操作符的左右操作数必须至少有一个是string类型的：

　　string s1 = "hello";　　　　　　　　 // no punctuation
　　string s2 = "world";
　　string s3 = s1 + ", ";　　　　　　　// ok: adding a string and a literal
　　string s4 = "hello" + ", ";　　　　// error: no string operand
　　string s5 = s1 + ", " + "world";　// ok: each + has string operand
　　string s6 = "hello" + ", " + s2;　// error: can't add string literals

 

计算下标值

　　任何可产生整型值的表达式都可用作下标操作符的索引。例如，假设someval和someotherval是两个整型对象，可以这样写：

　　str[someotherval * someval] = someval;

　　在定义用作索引的变量时，string对象的索引变量最好也用string::size_type。

 string对象中字符的处理

　　cctype定义的函数

　　isalnum(c)    isalpha(c)    iscntrl(c)    isdigit(c)
　　isgraph(c)    islower(c)    isprint(c)    ispunct(c)
　　isspace(c)    isupper(c)    isxdigit(c)
　　tolower(c)    toupper(c)

 

建议：采用C标准库头文件的C++版本

　　C标准库头文件命名形式为name.h，而C++版本则命名为cname，cname与name.h文件的内容是一样的，只是采用了更适合C++程序的形式。特别地，cname头文件中定义的名字都定义在命名空间std内，而.h版本中的名字却不是这样。

　　通常，C++程序中应采用cname这种头文件的版本，而不采用name.h版本，这样，标准库中的名字在命名空间std中保持一致。使用.h版本会给程序员带来负担，因为他们必须记得哪些标准库名字是从C继承来的，哪些是C++所特有的。

标准库vector类型

　　vector不是一种数据类型，而只是一个类模版，可以用来定义任意多种数据类型。vector类型的每一种都指定了其保存元素的类型。因此，vector<int>和vector<string>都是数据类型。

vector对象的定义和初始化

　　几种初始化vector对象的方式

　　vector<T> v1;　　　　　　// vector保存类型为T的对象。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

　　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对象的操作

　　vector操作

　　v.empty()    v.size()    v.push_back(t)    v[n]

vector的下标操作

　　下例使用for循环把vector中的每个元素值都重置为0：

　　// reset the elements in the vector to zero
　　for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != ivec.size(); ++ix)
   　　 ivec[ix] = 0;

 

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的返回值，反映了一种良好的编程习惯。在C++中，有的数据结构（如vector）可以动态增长。上例中循环仅需要读取元素，而不需要增加新的元素。但是，循环可以容易地增加新元素，如果确实增加了新元素的话，那么测试已保存的size值作为循环的结束条件就会有问题，因为没有将新加入的元素计算在内。所以我们倾向于在每次循环中测试size的当前值，而不是在进入循环前，存储size值的副本。

 

下标操作不添加元素

　　初学C++的程序员可能会认为vector的下标操作可以添加元素，其实不然：

　　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

　　必须是已存在的元素才能用下标操作符进行索引。通过下标操作进行赋值时，不会添加任何元素。

 

警告：仅能对确知已存在的元素进行下标操作

　　对于下标操作符（[]操作符）的使用有一点非常重要，就是仅能提取确实已存在的元素，例如：

　　vector<int> ivec;　　　　// empty vector
　　cout << ivec[0];　　　　 // Error: ivec has no elements!

　　vector<int> ivec2(10);　// vector with 10 elements
　　cout << ivec[10];　　　　// Error: ivec has elements 0...9

 

迭代器简介

vector迭代器的自增和解引用运算

　　迭代器类型可使用解引用操作符（*操作符）来访问迭代器所指向的元素：

　　*iter = 0;

解引用操作符返回迭代器当前所指向的元素。假设iter指向vector对象ivec的第一个元素，那么*iter和ivec[0]就是指向同一个元素。

　　由于end操作返回的迭代器不指向任何元素，因此不能对它进行解引用或自增操作。

const_iterator

　　该类型只能用于读取容器内元素，但不能改变其值。

　　如果我们对const_iterator类型解引用时，可以得到一个指向const对象的引用，如同任何常量一样，该对象不能进行重写。

　　例：

　　// use const_iterator because we won't change the elements
　　for (vector<string>::const_iterator iter = text.begin();
　　　　　　　　　　　　                iter != text.end(); ++iter)
　　　　cout << *iter << endl;　　// print each element in text

　　for (vector<string>::const_iterator iter = text.begin();
　　　　　　　　　　　　                iter != text.end(); ++iter)
　　　　*iter = " ";　　　　　　　　// error: *iter is const

不要把const_iterator对象与const的iterator对象混淆起来。声明一个const迭代器时，必须初始化迭代器。一旦被初始化后，就不能改变它的值：

　　vector<int> nums(10);　　　　// nums is nonconst
　　const vector<int>::iterator cit = nums.begin();
　　*cit = 1;　　　　　　　　　　　// ok: cit can change its underlying element
　　++cit;　　　　　　　　　　　　　// error: can't change the value of cit

const_iterator对象可以用于const vector或非const vector，因为不能改写元素值。const迭代器这种类型几乎没什么用处：一旦它被初始化后，只能用它来改写其指向的元素。

　　// an iterator that cannot write elements
　　vector<int>::const_iterator
　　// an iterator whose value cannot change
　　const vector<int>::iterator

 

迭代器的算术操作

　　iter + n    iter - n
　　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类型的值
　　vector<int>::iterator mid = vi.begin() + vi.size() / 2;

 

标准库bitset类型

　　类似于vector，bitset类是一种类模版；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<32> bitvec;　　// 32 bits, all zero

给出的长度值必须是常量表达式。

 

初始化bitset对象的方法

　　bitset<n> b;
　　bitset<n> b(u);　　　　　　//b是unsigned long型u的一个副本
　　bitset<n> b(s);
　　bitset<n> b(s, pos, n);　//b是s中从位置pos开始的n个位的副本

用unsigned值初始化bitset对象

　　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。

　　// bitvec1 is smaller than the initializer
　　bitset<16> bitvec1(0xffff);　　// bits 0...15 are set to 1
　　// bitvec2 same size as initializer
　　bitset<32> bitvec2(0xffff);　　// bits 0...15 are set to 1; 16...31 are 0
　　// on a 32-bit machine, bits 0 to 31 initialized from 0xffff
　　bitset<128> bitvec3(0xffff);　//bits 32 through 127 initialized to zero

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。

　　string对象和bitset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string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.none()    b.count()    b.size()    b[pos]
b.test(pos)    b.set()　　　b.set(pos)   b.reset()　 b.reset(pos)
b.flip()　　　　b.flip(pos) b.to_ulong() os << b