C++学习2 字符串、向量和数组
C++学习2 字符串、向量和数组
string表示可变长的字符串序列，vector存放的是某种给定类型对象的可变长序列。
命名空间的using声明
域作用符（::）用来将命令空间中的函数或对象进行调用。
可以使用using声明来使得可以直接访问命名空间或者命名空间中的某个函数。
using std:cin; //这样就可以直接调用cin函数可变长字符序列之string库
使用string库之前必须先包括其头文件和作用域。
#include<string>
using std::string;定义和初始化string对象
分为直接初始化和拷贝初始化.
string s1; //默认为空字符串
string s2(s1); //s2为s1的副本
string s3="liangzi"; //拷贝初始化
string s4(s3); //s4时s3的副本
string s4=s3;//与上一条指令等价
string s5("liangzi");//直接初始化
string s6(100,'cc'); //将cc重复100遍得到的字符串string对象上的操作
os<<s //将s中的字符串写到输出流os之中，返回os
is>>s //与上一条指令相似，将输入的字符串存储到s之中
is=getline(is, s) //该函数将从is中读取一行赋值给s，之后返回is
s.empty() // 判断字符串是否为空
s.size() //返回字符串中字符的个数
s[n] //返回字符串中的第n个字符，从0开始
s1+s2 //两个字符串进行连接
s1==s2 //二者完全一致
<, <=, >, >= //利用字符在字典中的顺序进行比较下面给出一个读写string对象的简单例子。
int main()
{
string s;
cout << "please input a string" << endl;
cin >> s;
cout << s << endl;
return 0;
}使用getline读取一整行
与cin不同，如果一开始的输入是一个换行符，getline函数读取之后会得到一个空字符。
使用示例
int main()
{
//使用C++读取文本文件的示例
string file_path, line;
fstream read_file; //文件流类型，以后会详细介绍
cout << "please input the need read path" << endl;
cin >> file_path;
read_file.open(file_path);
while (!read_file.eof())
{
getline(read_file,line);
cout << line << endl;
}
read_file.close();
system("pause");
return 0;
}字符串常量和string对象相加
必须注意C++中“+”左右至少有一个string对象，即两个字符串常量不能进行相加操作。
string s1="liangzi", s2="zuishuai";
string ss=s1+s2; //正确
string sss=s1+"---------->>"+s2; //正确
string ssss="liangzi"+"zuishuai"; //错误对string对象中的字符进行处理
首先介绍一下c语言库中的一些常用函数
cctype（或ctype.h）
#incldue<cctype>
using std::cctype;
isalnum(c) //当c为字母或者数字时为真
isalpha(c) //当c为字母时为真
iscntrl(c) //当c为控制字符时为真
isdigit(c) //当c为数字时为真
isgraph(c) //当c不是空格但是可以打印时为真
islower(c) //当c是小写字母时为真
isprint(c) //当c是可打印字符时为真
ispunct(c) //当c是标调符号时为真
isspace(c) //当c是空白时为真
isupper(c) //当c为大写字母时为真
isxdigit(c) //当c是十六进制数字时为真
tolower(c) //若c为大写字母，将其变为小写字母，否则不变
toupper(c) //若c为小写字母，将其变为大写字母，否则不变使用基于范围的for语句来遍历string对象中的每一个字符
范围for语句（range for）是c++11中提出的，这种语句可以实现对给定序列中的每一个值进行处理。
//例如，输出一个字符串的每一个字符
sting s("liangzid");
for(auto i:s)
{
cout<<i<<endl;
}再给出一个统计标点符号的示例。
string s("liangzi zi zui shuai ! ");
i=0;
for (auto &c:s)
{
if (ispunct(c))
{
++i;
}
}
cout<<" the number of punctuation characters is : "<<i<<endl;标准库类型vector
标准库类型vector表示同一类型的若干对象的集合，且集合中的每一个对象都有一个对应的索引。因为该向量（vector）容纳着这些对象，所以说vector也被称作是容器（container）。后面将会对容器进行更详细的介绍。
C++中既有类模板（class template），也有函数模板。模板本身不是类和函数，模板相当于是编译器为了生成类或者函数而编写的一份说明。编译器根据模板创建类或者函数的过程被称为实例化（instantiation）。
对于类模板，需要添加一些额外信息以确定模板到底实例化成什么样的类，一般来说，提供信息的方式为：再模板后面跟一对尖括号，里面放上相应的信息。
vector是一个类模板。
注释：在c++11中，两层vector的话必须在最后的两个尖括号处放置空格，即vector<vector<int> >而非vector<vector<int>>。
定义和初始化vector对象
与string的定义和初始化类似，vector的用法如下：
vector<Type> v1 //v1是一个空的容器，执行Type类型的默认初始化
vector<Type> v2(v1) //v2是v1的副本
vector<Type> v3=v1 //直接初始化
vector<Type> v4(n,val) //v4包括了n个重复的均为val的元素
vector<Type> v5{a,b,c,...} //v5中容纳的元素包括a,b,c,...
vector<Type> v6={a,b,c,...}//同上向vector对象中添加元素
使用 push_back() 函数来将一个元素压入vector对象的尾端。
//示例：初始化一个数列，里面储存着从0到99的整数
vector<int> sequence;
for(int i=0;i !=100;i++)
{
sequence.push_back(i);
}//使用示例：将之前读取的没一行作为一个元素，实现对任何不定长文件的动态储存。
int main()
{
string file_path, line;
fstream read_file;
vector<string> all_lines;
cout << "please input the need read path" << endl;
cin >> file_path;
read_file.open(file_path);
while (!read_file.eof())
{
getline(read_file,line);
all_lines.push_back(line);
}
read_file.close();
system("pause");
return 0;
}vector的其他使用注意
和使用string一样，也可以使用范围for语句进行处理。
比如对前面读取得到的vector向量进行逐元素的输出，则可以使用range for语句。
int main()
{
string file_path, line;
fstream read_file;
vector<string> all_lines;
cout << "please input the need read path" << endl;
cin >> file_path;
read_file.open(file_path);
while (!read_file.eof())
{
getline(read_file,line);
all_lines.push_back(line);
}
read_file.close();
for (auto &cc : all_lines)
{
cout << cc << endl;
}
system("pause");
return 0;
}
同样地，我们可以使用下标索引来访问vector<Type> CC中的每一个元素，但是无法用下标来创造一个新的元素。
迭代器（iterator）
迭代器是一种机制（可以看作是一种类型），类似于指针类型，迭代器提供了对对象进行间接访问的方式。迭代器可以间接访问容器中的某个元素或者string对象中的某一个字符。迭代器可以访问某个元素，也可以从一个元素移动到另外一个函数。迭代器有有效无效之分，与指针相同，当迭代器指向某个元素或者尾元素的下一个位置时迭代器有效，其他情况均为无效。
使用iterator
一般利用begin和end来进行对容器的指向。begin成员负责返回第一个元素（或字符）的迭代器，end用来返回指向容器尾元素的下一个位置的迭代器——即该迭代器标记了容器的一个根本不存在的”尾后“（off the end）元素，用来表示我们已经处理完了容器中的所有元素。end成员返回的迭代器通常被称为**尾后迭代器（off-the-end iterator）**或尾迭代器(end iterator)。如果容器为空，则begin与end均返回尾迭代器。
详细见示例。
vector<int> liangzi{1,2,3,4,5};
auto begin_liangzi=liangzi.begin();
auto end_liangzi=liangzi.end();
//之所以使用auto，是因为我们也不确定到底其指定的是什么类型iterator运算符
//通过以下运算符可以看出迭代器和指针的类似之处
*iter //返回迭代器iter所指向元素的引用
iter->mem //解引用iter并获取该元素的名为mem的成员，等价于(*iter).mem
++iter //令iter指向容器中的下一个元素
--iter //令iter指向容器中的上一个元素
iter1==iter2 //若相等，指它们指向了容器中的同一个元素
iter1 != iter2 //同上 迭代器的运算部分
略
数组
数组是一种类似于vector的数据结构，但是数组的长度是固定的。数组在提高了一点性能的同时丧失了一点灵活性。
定义和初始化内置数组
定义数组时必须指定数组的类型（不能使用auto），定义数组时中括号里的量一定要是常量或者常量表达式。不能使用一个数组对另外一个数组进行初始化。
int i=100; //不是常量表达式
constexpr int ii=100;
int array1[100]; //正确
int *parray[100]; //正确，数组中的每个元素都是指向整型数据的指针
string array2[i]; //错误
string array3[ii]; //正确
int a[ ]={1,2,3};
int aa[ ]=a; //错误
int &liangzi[100]={1,2,3,...}; //错误，引用不是一个对象，不能被数组储存
int *pliangzi[100]; //正确，数组中的每个圆度都是指针
int (*pliangzii)[100]=&array1; //正确，定义了一个指针，指向一个有100个元素的数组
int (&liangzia)[100]=array; //正确，是对一个数组的引用
/* 可以记住一句口诀：从右向左，从内向外*/访问数组元素
使用下标访问
指针和数组的关系
与C语言中相似，数组名即是一个指向数组中第一个元素的指针。试图定义一个指针指向数组中的某一个元素，可以使用
int a[100];
int *p=&a[20]; 也可以使用
int *p2=a;对于指针也相当于迭代器，c++11特别引入了两个函数begin()和end()来描述一个数组的首端和尾后。有
int array[10];
int *parray=&array[10]; //尾后指针，不能进行解引用，也不能进行递增
int *begin_array=begin(array); //下指向首元素的指针，相当于array
int *end_array=end(array); //尾后指针多维数组
严格来说并不存在多维数组，多维数组表达的意义是数组的嵌套。比如说二维数组就是一个数组的数组。
在理解多维数组时，越靠近自变量名字的下标代表越基本的元素分布。比如int a[2][3][4];就代表有一个数组，长度为2，其中的每一个元素都包含着三个元素，这三个元素每一个都是一个长度为4的数组。
多维数组的初始化
与python的numpy类似，但是此处使用花括号。
int ia[3][4]={
{1,2,3,4},
{5,6,7,8},
{1,2,3,4}
};当然，由于多维数组本质上是由1维数组表示的，所以也可以采用直接的一长串来表示。
多维数组的下标引用
可以使用下标运算符来访问多维数组的元素。当下标的数目少于数组本身的维度时，返回的是一个差值维度的数组。
int ra[3][4];
int arr[3][4][5];
ra[2][3]=arr[0][0][0]; //元素之间的赋值操作
int (&row)[4]=ra[1]; //row是对一个长度为4的数组的引用利用range for 处理多维数组
以二维数组为例进行说明。
//实现对二维数组中的所有元素进行求和
sum=0;
for (auto &i:array)
for (auto &j:i)
{
sum+=j;
}
