【c++ Prime 学习笔记】第9章顺序容器

9.1 顺序容器概述

所有容器都可快速访问元素，但在不同方面有折中：

添加/删除元素的代价
非顺序访问的代价

顺序容器的类型

vector 可变数组大小。支持快速随机访问。在尾部之外的位置插入或删除元素可能很慢。
deque 双端队列。支持快速随机访问。在头尾位置插入/删除速度很快。
list 双向链表。只支持双向顺序访问。在list中任何位置进行插入/删除操作速度都很快。
forward_list 单向链表。只支持单向顺序访问。在链表任何位置进行插入/删除操作速度都很快。
array 固定大小数组。支持快速随机访问。不能添加或删除元素。
string 与vector相似的容器，但专门用于保存字符、随机访问快。在尾部插入/删除速度快。
除固定大小的array外，其他容器都提供高效、灵活的内存管理。可以添加和删除，扩展和收缩容器的大小
- string和vector将元素存储在连续空间中，故通过下标的随机访问很快，在中间和头部插入/删除很慢，在尾部添加元素很快，添加元素可能造成空间的重新分配和元素拷贝。
- list（双向链表）和forward_list（单向链表）的设计目的是让任何位置的插入/删除都快速高效且不需重新分配内存。但不支持随机访问，为访问一个元素需要遍历整个链表。由于要存储指针，故内存开销大。
- deque（双端队列）支持快速随机访问，且在中间插入/删除元素很慢，但两端插入/删除很快。
- forward_list和array是C++11新增的类型。array和内置数组一样大小固定，但操作更安全。forward_list的设计目标是达到与最快的手写单向链表相当的性能，故没有size操作（计算和保存都要开销）

C++新标准容器的性能比旧版本快很多，其性能与最精心优化过的同类数据结构一样好。现代C++程序应该使用标准库容器，而不是更原始的数据结构，如内置函数。

确定使用哪种顺序容器

选择容器的基本原则：
- 般用vector，除非有理由选其他容器
- 如果元素小而多，且空间开销重要，则不要用list或forward_list
- 若要求随机访问，则用vector或deque
- 若要在中间插入/删除，则用list或forward_list
- 若要在头尾插入/删除但不在中间插入/删除，则用deque
- 如果程序只有在读取输入时才需要在容器中间位置插入元素，随后需要随机访问元素，则：
  - 尽量避免在中间插入。例如可用vector存储，再用标准库算法做排序等操作来改变顺序
  - 如程序分为几阶段，只有前半段必须在中间插入，则前半段用list，再拷贝到vector做后半段
- 若必须同时使用随机访问和中间插入，则看哪个占主导地位。可用实验来判断用list/forward_list还是vector/deque
- 若不确定用哪种容器，最好在程序中只用vector和list的公共操作：使用迭代器而不是下标，使用++/-而不是下标访问

9.2 容器库概览

容器上的操作形成层次：

某些操作对所有容器都提供
某些操作仅针对顺序容器，某些操作仅针对关联容器，某些操作仅针对无序容器
某些操作仅适用于特定容器
每个容器都定义于一个头文件中，文件名与容器名相同。
容器均定义为模板类 。对大多数容器，需要提供额外提供元素类型信息

list<Sales_data>
deque<double>

对容器可以保存的元素类型的限制

顺序容器几乎可以保存任意类型的元素，特别是，可以容器中保存容器。

vector<vector<string>> lines;
vector<vector<string> > lines; //在C++11之前的版本中需要多写一个空格

某些类没有默认构造函数，可以定义一个保存这种类型对象的容器，但在构造这种容器时不能只传给他一个元素数目的参数

//假定noDefault 是一个没有默认构造函数的类型
vector<noDefault> v1(10,init); //正确：提供元素初始化器
vector<noDefault> v1(10);      //错误：必须提供一个元素初始化器

容器操作

9.2.1 迭代器

表3.6(p96)列出了所有容器迭代器都支持的操作（例外：forward_list不支持-）
表3.7(p99)列出了string、vector、deque、array支持的迭代器算术运算。它们不适用于其他容器

迭代器范围

由一对迭代器表示，两迭代器指向同一容器中的元素或尾后元素。迭代器范围包含它们之间（左闭右开 [ begin, end )）的所有元素。

使用左闭右开范围蕴含的编程假定

若begin与end相等则范围为空
若begin与end相不等，则begin指向范围中的第一个元素
可使begin递增直到begin==end。以此条件做循环，可保证迭代器有效

while(begin != end){
	*begin = val;
	++begin;
}

9.2.2 容器类型成员

表9.2定义了容器通用的类型成员：
- 2个迭代器类型：iterator迭代器类型，const_iterator常量迭代器类型
- 2个整型：size_type无符号，difference_type有符号
- 3个类型别名：value_type元素类型，reference元素的左值（引用）类型，const_reference元素的常量引用类型
大多数容器提供反向迭代器，它可反向遍历容器。与正向迭代器相比，其各种操作含义被颠倒。例如对反向迭代器做++得到上一个元素
要使用这些类型成员，需要用::指明作用域，即模板类的类名（含模板参数）

list<string>::iterator iter;
vector<int>::difference_type count;

9.2.3 begin 和 end 成员

begin和end成员函数得到指向容器首元素和尾后元素的迭代器，即形成包含容器中所有元素的迭代器范围
begin和end有多个版本：rbegin返回反向迭代器，cbegin返回常量迭代器，crbegin返回常量反向迭代器
不以c开头的（即非常量）迭代器都是被重载过的，即返回类型都可以是const/非const。因为考虑到begin可能被const/非const成员调用。
以c开头的（即常量）迭代器类型是C++11定义的，用于支持auto。例如有时候想用auto得到非常量对象的常量迭代器时，用auto it=a.cbegin();。
不需要写访问时，尽量都用cbegin和cend

9.2.4 容器定义和初始化

每个容器都定义了默认构造函数。除array之外的容器默认构造函数都会创建指定类型的空容器，且都可接受指定容器大小和初始值的参数

将一个容器初始化为另一个容器的拷贝

方法有2种：

直接拷贝整个容器：两容器的类型和元素类型都必须匹配
拷贝一对迭代器指定的范围：不要求容器类型相同，也不要求元素类型相同，只要求元素类型可转换。但不可用于array。可拷贝元素的子序列，新容器大小与迭代器范围的大小相同。

list<string> authors={"Milton","Shakespeare","Austen"};
vector<const char *> articles={"a","an","the"};
list<string> list2(authors);                                    //对，类型匹配
deque<string> authList(authors);                                //错，容器类型不匹配
vector<string> words(articles);                                 //错，元素类型不匹配
forward_list<string> words(articles.begin(),articles.end());    //对，不需严格匹配

列表初始化

可对容器做列表初始化，显式指定初始值。除array外，初始化列表还隐式指定了容器的大小。

vector<string> articles={"a","an","the"};

与顺序容器大小相关的构造函数

顺序容器（除array外）还可指定容器大小和给定初值，如。如果不给初值，则进行值初始化（内置类型初始化为0，类类型调用默认构造函数）。这种对关联容器不适用。
如果元素类型是内置类型或者具有默认构造函数的类类型，可以只为构造函数提供一个容器大小的参数。

list<string> svec(10,"hi!");
deque<string> svec(10);

标准库array具有固定大小

array的大小也是类型的一部分，定义时模板参数包含元素类型和大小

array<int, 42>
array<string, 10>

array<int, 42>::size::type i;
array<int>::size::type j;  //错误，array<int>不是一个类型

array不可用普通的容器构造函数，因为它们都隐式确定大小。但可使用指定大小的构造函数
默认构造的array非空，它被填满元素，元素都被默认初始化。
可对array做列表初始化，列表长度须小于等于array大小，如果小于，则初始化靠前元素，剩下的被值初始化。
与内置数组不同的是，array允许做整个容器的拷贝和赋值，要求两array大小和元素类型都一样才行。

array<int,10> ia1;                          //默认初始化
array<int,10> ia2={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};    //列表初始化
array<int,10> ia3={42};                     //剩下元素被初始化为0

int digs[10]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
int cpy[10]=digs;                           //错，内置数组不可拷贝/赋值。digs被转为指针
array<int,10> digits={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
array<int,10> copy=digits;                  //对，只要大小和元素类型相同即可

9.2.5 赋值和swap

赋值前两容器大小可不同，赋值后大小都等于右边容器的大小
与内置数组不同，array允许赋值，只要两array大小和元素类型都一样
由于array大小固定，故只能用=赋值，不可用assign，也不可用花括号列表赋值。

array<int,10> a1={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
array<int,10> a2={0}
a1=a2;  //对
a2={0}; //错

使用 assign （仅顺序容器）

ssign用参数指定的元素替换该容器的所有元素。其参数可为：
- 一对迭代器范围
- 一个大小和一个元素值
由于旧元素被替换，故传递给assign的迭代器不能指向调用assign的容器

list<string> names;
vector<const char *> oldstyle;
names=oldstyle;                                     //错，容器类型和元素类型不匹配
names.assign(oldstyle.cbegin(),oldstyle.cend());    //对，只要元素类型可转换

list<string> slist1(1); //一个元素，为空
slist1.assign(10, "Hiya!");  //10个元素，每个都是"hiya!"

使用swap

swap交换两个相同类型容器的内容

vector<string> svec1(10);
vector<string> svec2(10);
swap(svec1, svec2);

除array外，swap不对任何元素进行拷贝、删除和插入操作。因此都是O(1)时间
swap前后迭代器/指针/引用的变化：
- 除string和array外，指向元素的迭代器/指针/引用，在swap后都指向原来的元素，但已经属于不同的容器了。例如：it指向svec1[3]，在进行swap(svec1,svec2);后，it指向svec2[3]，对it解引用得到的结果前后一致。
- 对string使用swap导致之前的迭代器/指针/引用都失效
- 对array做swap会真正交换元素，所需时间与array中的元素数目成正比
- 对array使用swap导致之前的迭代器/指针/引用指向的元素不变，但值发生改变，即swap前后解引用得到的值不一致（因为真的交换了值）
C++11同时提供swap的成员版本和非成员版本，但在旧标准中只有成员版本。在泛型编程中多用非成员版本，即用swap(a,b)而不是a.swap(b)

9.2.6 容器大小操作

3个关于大小的成员函数：
- size返回容器中元素的数目
- empty当size为0时返回true，否则false
- max_size返回一个大于等于该类型容器所能容纳的最大元素数量的值
forward_list只支持empty和max_size，不支持size

9.2.7 关系运算符

任何容器都支持相等运算符==和!=，除无序关联容器外都支持关系运算符<、<=、>、>=
关系运算符两侧对象必须容器类型相同且元素类型相同。比较两个容器实际上是进行元素的逐对比较
- 容器大小相同且所有元素都两两对应相等，则两容器相等；否则不等
- 容器大小不同，但较小容器中每个元素都等于较大容器中的对应元素，则较小容器<较大容器
- 两容器不是另一个容器的前缀子序列，则比较结果取决第一个不相等元素的比较结果
容器的相等是用元素的==实现，其他关系运算符是用元素的<实现。如果元素类型不支持所需运算符，那么保存这种袁旭的容器就不能使用相应的关系运算

9.3 顺序容器操作

顺序容器和关联容器的不同之处在于它们组织元素的方式。顺序容器中元素的顺序与其加入容器的位置对应，关联容器中元素的顺序由其关联的关键字决定

9.3.1 向顺序容器添加元素

除array外，所有标准库容器都可在运行时动态添加/删除元素以改变容器大小
进行操作时，须记得不同容器使用不同策略来分配元素空间：
- 在vector、string的尾部之外，或deque的首位之外的任何位置田间元素，都需要移动元素
- 向vector、string添加元素可能引起整个对象存储空间的重新分配。
- 重新分配一个对象的存储空间需要分配新的内存，并将元素从旧的空间移动到新的空间

使用 push_back()

在尾部插入元素。除array和forward_list外，每个顺序容器都支持push_back
string也可以使用push_back在末尾添加字符

使用push_front

在头部插入元素。list、forward_list、deque容器支持push_front。vector、string不支持

使用 insert()

在容器中的特定位置添加元素
- 在任意位置插入0个/多个元素。vector、string、deque、list都支持insert。forward_list提供了特殊的insert。
- insert 函数将元素插入到迭代器所指的位置之前，考虑左闭右开
- vector、string虽不可用push_front，但可用insert在头部插入
```
vector<string> svec;
list<string> slist;
slist.insert(slist.begin(),"hello");
svec.insert(svec.begin(),"hello"); //会比较耗时
```
插入范围内元素
- insert(迭代器，值)
- insert(迭代器，个数，值)
- insert(迭代器，初始化列表{})
- insert(迭代器，迭代器范围start，迭代器范围end)
  - 如果我们传递给insert一对迭代器，他们不能指向添加元素的目标容器
```
svec.instert(svec.end(), 10, "Anna");
vector<string> v={"quasi", "simba", "frollo", "scar"};
slist.insert(slist.begin(), v.end()-2, v.end());
slist.insert(slist.end(),{"these", "word", "will", "go", "at", "the", "end" });

//错误，
slist.insert(slist.begin(), slist.begin(), slist.end());
```
C++11中，接受元素个数或迭代器范围的insert可返回指向第一个新加入元素的迭代器。如范围为空，则不插入，返回insert的第一个参数。

使用insert 的返回值

利用insert返回值，可以在容器中一个特定位置反复插入元素

list<string> lst;
auto iter=lst.begin();
while(cin>>word)
    iter=lst.insert(iter,word); //等价于反复调用push_front

使用 emplace 操作

C++11引入新成员emplace_front、emplace_back、emplace，分别对应push_front、push_back、insert。区别是emplace是在原地构造元素，而push/insert是拷贝元素
push/insert可能会创建局部的临时量，再将临时量拷贝到容器
调用emplace时，它将参数传递给元素类型的构造函数，使用它们在容器的内存空间中直接构造元素。故emplace的参数需对应到元素的构造函数参数

c.emplace_back("978-0590353403", 25, 15.99);//使用三个参数的构造函数
c.push_back("978-0590353403", 25, 15.99); //错误，没有接收三个参数的构造函数
c.push_back(Sales_data("978-0590353403", 25, 15.99));//创建临时对象，传递给push_back

c.emplace_back(); //使用默认构造函数
c.emplace_back(iter, "978-0590353403");//使用Sales_data(string)
c.emplace_front("978-0590353403", 25, 15.99);

9.3.2 访问元素

若访问处没有元素，则结果未定义
顺序容器都有front成员函数，除forward_list之外的顺序容器都有back成员函数。前者返回首元素的引用，后者返回尾元素的引用
front/back与begin/end的区别：
- front/back返回引用，begin/end返回迭代器
- front/back返回首元素和尾元素，begin/end返回首元素和尾后元素
- 空元素求front/back是未定义，但可求begin/end且有begin==end

访问成员函数返回的是引用

表9.6中访问元素的成员函数（front、back、[]、at）都返回引用。若要用auto，记得将变量声明为引用，否则存在拷贝且不能修改容器。

下标操作和安全的随机访问

提供快速随机访问的容器（string、vector、deque、array）都支持下标运算符[]。
下标运算[]不检查下标是否在合法范围，但at成员函数在下标越界时抛出out_of_range异常

9.3.3 删除元素

pop_front和pop_back成员函数

pop_front和pop_back成员函数分别删除首元素和尾元素
vector/string不支持push_front/pop_front，forward_list不支持push_front/pop_front
pop_front/pop_back返回void，若需要值，需在pop之前保存

从容器内部删除一个或多个元素

不能对空容器做删除操作
erase可从指定的任意位置删除元素，它有两个版本：
- 接受一个迭代器，删除它指向的元素，返回它之后位置的迭代器
- 接受一个迭代器范围，删除左闭右开区间内的元素，返回删除列表最后元素之后位置的迭代器

删除所有元素

要删除容器的所有元素，可用clear，也可用begin/end调用erase

slist.clear();
slist.erase(slist..begin(), slist.end());

9.3.4 特殊的forward_list操作

对forward_list（单向链表）的元素做插入/删除，需要知道其前驱。
forward_list的插入/删除改变的不是指定元素，而是指定元素之后的一个元素
forward_list未定义insert、emplace、erase，但定义了insert_after、emplace_after、erase_after来提供类似操作
forward_list定义了before_begin迭代器，它指向首元素之前，称为首前迭代器

forward_list<int> flst={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
auto prev=flst.before_begin();          //要处理的元素的前驱
auto curr=flst.begin();                 //要处理的元素
while(curr!=flst.end()){
    if(*curr%2)
				//删除curr，返回要处理的元素的下一个迭代器，作为下一轮循环要处理的元素
        curr=flst.erase_after(prev);    
    else{
        prev=curr;                      //更新前驱
        ++curr;                         //更新要处理的元素的迭代器
    }
}

9.3.5 改变容器大小

resize改变大小的操作，不支持array
对于给定的目标大小，若比当前大小更小，则容器后面的元素都被删除，若比当前大小更大，则将值初始化的新元素添加到容器尾部。可以指定值初始化的初始值

9.3.6 容器操作可能使迭代器失效

向容器中添加/删除元素可能使指向元素的指针/引用/迭代器失效
添加元素后：
- vector/string：若空间被重新分配，则所有指针/引用/迭代器失效。若空间未重新分配，则插入位置的之后的指针/引用/迭代器都失效
- deque：插入首尾之外的任何位置都使所有指针/引用/迭代器失效。在首尾插入时，迭代器失效，指向元素的指针/引用不失效
- list/forward_list：所有指针/引用/迭代器仍有效
删除元素后：
- 指向被删除元素的指针/引用/迭代器一定失效
- vector/string：删除位置的之后的指针/引用/迭代器都失效。特别是，删除任何元素时，尾后迭代器一定失效
- deque：删除首尾之外的任何位置都使所有指针/引用/迭代器失效。删除首元素无影响，删除尾元素使尾后迭代器失效
- list/forward_list：除被删除元素之外的所有指针/引用/迭代器仍有效
最佳实践：
- 最小化要求迭代器有效的程序片段
- 保证每次改变容器的操作后都更新迭代器
- 不要保存尾后迭代器，每次需要时都用end重新取

编写改变容器的循环程序

添加/删除vector/string/deque中的元素，必须考虑指针/引用/迭代器的失效问题。用insert/erase可由返回值直接更新

vector<int> vi={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
auto iter=vi.begin();
while(iter!=vi.end()){
    if(*iter%2){
        iter=vi.insert(iter,*iter); //复制奇数元素，迭代器实时更新
        iter+=2;
    }
    else
        iter=vi.erase(iter);        //删除偶数元素，迭代器实时更新
}

不要保存end 返回的迭代器

添加/删除vector/string中的元素后，或在deque中首元素之外任何位置添加/删除元素后，原来end返回的迭代器总是会失效。
因此，添加和删除元素的循环程序必须反复调用end

//灾难：此循环的行为是未定义的
auto begin = v.begin(), 
			end = v.end(); //保存为迭代器的值是一个坏主意
while(begin != end){
	++begin;
	begin = v.insert(begin, 42);
	++begin;
}

//更安全的方法：在每个循环步添加/删除元素后都重新计算end
while(begin != v.end()){
	++begin;
	begin = v.insert(begin, 42);
	++begin;
}

9.4 vector 对象是如何增长的

为支持快速随机访问，vector将元素连续存储
为减少分配/释放空间的次数，vector/string要求在每次需要分配新内存空间时，会分配比所需空间更大的空间，预留作备用。之后即使会拷贝元素，但尽量不会分配/释放空间

管理容量的成员函数

capacity操作告诉我们容器在不扩张内存时最多还能容纳多少元素
reserve操作允许通知容器它至少需要容纳多少元素
- reserve不改变元素的数量，即不改变size，只影响预分配的内存
- 传给reserve的值小于等于当前capacity时，reserve什么都不做。特别是，小于时不会退回空间
- 传给reserve的值大于当前capacity时，reserve扩张容量，至少分配与要求容量一样大的空间，可能更大
改变容器大小的resize方法只改变元素数量，不影响capacity
shrink_to_fit是C++11的方法，它可要求vector/string/deque退回多余的空间，但具体实现可忽略此要求。即，不保证能退回。

capacity 和 size

apacity至少与size一样大，具体多大取决于实现
只要没有超出vector的capacity，vector就不会自动扩张（不会重新分配内存）
vector采用的内存扩张策略一般是：在每次需要分配新空间时，将当前容量翻倍。但具体实现可使用不同策略
所有扩张策略都应遵循的原则：确保用push_back添加元素有高效率。即，在初始为空的vector上调用n次push_back，花费时间不应超过n的常数倍

9.5 额外的string操作

9.5.1 构造 string 的其他方法

这些构造函数接受string或const char *参数作为源，还接受（可选的）指定拷贝多少个字符的参数。当源为string时，还可给定下标来指定从哪里开始拷贝
使用const char *构造string时，字符数组必须以空字符\0结尾，用于停止拷贝。但若给定拷贝大小的计数值，则只需不越界，不需空字符结尾。
使用string构造string时，可提供开始位置和计数值。开始位置必须小于等于源string大小，否则out_of_range异常。不管要求拷贝多少，最多拷到源string结尾。

substr操作

substr操作返回一个string，它是原始string的一部分或全部的拷贝。
s.substr(pos, n) 返回一个string，包含s中从pos开始的n个字符的拷贝。pos的默认值为0。n的默认值为s.size() - pos，即拷贝从pos开始的所有字符

string s("hello world");
string s2=s.substr(0, 5); //hello
string s3=s.substr(6);    //world
string s4=s.substr(6, 11);//world
string s5=s.substr(12);   //抛出 out_of_range 异常

9.5.2 改变string的其他方法

assign 替换赋值，总是替换string中的所有内容

s.insert(s.size(), 5, '!'); //在s末尾插入5个感叹号
s.erase(s.size() - 5， 5);  //从s删除最后5个字符

const char *cp="Stately,plump Buck";
a.assign(cp, 7);     //"Stately"
a.insert(s.size(), cp+7) //"Stately,plump Buck"

string s="some string", s2="some other string";
s.insert(0,s2);             //s位置0之前插入s2的拷贝
s.insert(0,s2,0,s2.size()); //s位置0之前插入s2位置0开始的s2.size()个字符

append 和 replace 函数

append 末尾插入，总是将新字符追加到string末尾
replace 删除再插入

string s("C++ Primer"), s2=s;
s.insert(s.size()," 4th Ed.");  //s=="C++ Primer 4th Ed."
s2.append(" 4th Ed.");          //等价于上一行
s.erase(11,3);                  //s=="C++ Primer  Ed."
s.insert(11,"5th");             //s=="C++ Primer 5th Ed."
s2.replace(11,3,"5th");         //s2=="C++ Primer 5th Ed."，等价于上两行
s.replace(11,3,"Fifth");        //s=="C++ Primer Fifth Ed."

改变 string 的多种重载函数

append、assign、insert、replace都有多个重载版本，根据如何指定要添加的字符和string中被替换的部分
指定要被替换的部分：
- assign/append无需指定替换哪部分：assign总是替换所有内容，append总将新字符追加到末尾
- replace可用两种方式指定删除范围：可以用位置和长度，也可用迭代器范围
- insert可用两种方式指定插入点：下标或迭代器
指定要添加的字符：
- string，可以额外参数来控制拷贝局部还是全部字符
- 字符指针，可以额外参数来控制拷贝局部还是全部字符
- 花括号包围的字符列表
- 一个字符和一个计数值

9.5.3 string搜索操作

每个搜索操作都返回string::size_type类型值，表示匹配位置的下标。
若搜索失败，即无匹配，则返回名为string::npos的static成员，它是string::size_type类型且初始化为1，即string最大的可能大小
string::size_type是无符号类型，不可与int等有符号混用
搜索操作都是大小写敏感
find查找参数字符串第一次出现的位置，rfind查找参数字符串最后一次出现的位置
find_first_of查找参数中任何一个字符第一次出现的位置，find_last_of查找参数中任何一个字符最后一次出现的位置
find_first_not_of查找第一个不在参数中的字符，find_last_not_of查找最后一个不在参数中的字符
可给find们指定可选的开始位置，指出从哪里开始搜索。可利用此机制循环查找所有匹配的位置

string numbers("0123456789"), name("r2d2");
string::size_type pos=0;
while((pos=name.find_first_of(numbers,pos))!=string::npos){ //每次查找一个子串
    cout<<"found number at index: "
        <<pos
        <<" element is "
        <<name[pos]
        <<endl;
    ++pos;    //移动到下一个字符，准备从后面的子串中查找
}

9.5.4 compare 函数

compare函数类似C语言中的strcmp，根据源字符串等于、大于、小于给定的字符串，compare成员函数返回0、正数、负数

9.5.5 数值转换

要将string转为数值，必须保证string中的第一个非空白字符是该数值类型中可能出现的字符，例如正负号、数字等，也可是0x或0X表示的十六进制数（此时string中可包含字母）。对于浮点类型，可以小数点.开头，并可包含e或E指定指数部分。
如string不能转为指定的数值类型，这些函数抛出invalid_argument异常
如转换得到的数值无法用任何类型表示，则抛出out_of_range异常

string s2 = "pi = 3.14";
d = stod(s2.substr(s2.fingd_first_of("+_.0123456789"))); //得到3.14

9.6 容器适配器

适配器是一种机制，能使某种事物的行为看起来像另一种事物。一个容器适配器接受一种已有的容器类型，使其看起来像另一种不同类型
标准库定义了3个顺序容器适配器：stack、queue、priority_queue

定义一个适配器

每个适配器都有两个构造函数：
- 默认构造函数，创建空对象
  - 接受一个容器，拷贝该容器来初始化适配器
```
deque<int> deq;
stack<int> stk(deq); //从deq拷贝元素到stk
```

默认情况下，stack和queue基于deque实现，priority_queue基于vector实现。也可在创建时在模板参数里指定一个顺序容器来重载默认容器类型

//在vector上实现的空栈
stack<string, vector<string>> str_stk;
//str_stk2在vector上实现，初始化时保存svec的拷贝
stack<string, vector<string>> str_stk2(svec);

对适配器的容器类型有限制：
- 不能基于array，因为要添加/删除元素
- 不能基于forward_list，因为要访问尾元素
- stack只要求back、push_back、pop_back操作，故可构建于除array/forward_list外的所有容器
- queue要求back、push_back、front、push_front，故可构建于list/deque
- priority_queue要求front、push_back、pop_back、随机访问，故可构建于vector/deque

栈适配器

stack定义于stack头文件中，栈操作

```cpp
stack<int> intStack; //空栈
for(size_t ix =0 ; ix != 10; ++ix )
	intStack.push(ix);
while(!intStack.empty()){
	int value = intStack.top(); //返回栈顶元素
	intStack.pop(); //弹出栈顶元素

}
```

队列适配器

queue和priority_queue定义于queue头文件
queue使用先进先出的存储和访问策略
priority_queue允许为队列中的元素建立优先级，新加入的元素会排在所有优先级比它低的已有元素之前。默认情况下使用元素类型的<运算符来确定优先级

posted @ 2021-04-22 16:21 砥才人阅读(317) 评论(0) 编辑收藏举报

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【c++ Prime 学习笔记】第9章顺序容器

9.1 顺序容器概述

9.2 容器库概览

9.2.1 迭代器

9.2.2 容器类型成员

9.2.3 begin 和 end 成员

9.2.4 容器定义和初始化

9.2.5 赋值和swap

9.2.6 容器大小操作

9.2.7 关系运算符

9.3 顺序容器操作

9.3.1 向顺序容器添加元素

9.3.2 访问元素

9.3.3 删除元素

9.3.4 特殊的forward_list操作

9.3.5 改变容器大小

9.3.6 容器操作可能使迭代器失效

9.4 vector 对象是如何增长的

9.5 额外的string操作

9.5.1 构造 string 的其他方法

9.5.2 改变string的其他方法

9.5.3 string搜索操作

9.5.4 compare 函数

9.5.5 数值转换

9.6 容器适配器

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