《C++Primer》 学习——第三章
来源：互联网 发布：小米wifi mac 编辑：程序博客网 时间：2024/06/05 07:48
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作者：孤辰星 邮箱： amars_ding@126.com
正文：
《c++Primer》第一、二章主要讲解是一些定义之类的知识，一些初学者耐心看完之后，刚开始记得差不多，但过后不勤加练习，就忘记。没关系，略读之后不必刻意去记，我建议大家在理解的基础上去记忆，先略过第一、二章，在在编程中遇到了，不太明其含义，再结合代码回头看看一二章中的定义，更容易理解些。由此略过第一二章，直接从第三章开始。
第三章 标准库类型
在这一章中主要讲解了三种标准库类型，分别为string、vector、bitset。
一、string标准库类型
1、string标准库类型的引用
在c++语言中，string类型不是内置类型，不像int char等类型一样，为内置类型，不需要引用，就可以在c++编程语言中直接使用。如何拟补c++语言的这一缺憾，string标准类型库可以解决此问题，在c++程序中引用string标准类型库，即可进行string类型对象的定义与操作。
如何引用？ 如下引用：
#include<string> using std::string;</span>
2、string标准类型库的定义与操作
string类型库提供了几种string对象定义与初始化的构造函数，分别为
（1）string str; 默认构造函数，定义初始化str对象为空。
（2）string str(str1); 将str初始化为str1的一个副本。str与str1分别存在于两个独立的内存地址。
（3）string str("abc");将str初始化为一个字符串字面值副本。
（4）string str(n,'c'); 将str初始化为c的那个副本。就是n个c的字符串值。
还有一种初始化定义，也是一种比较常用的初始化定义。
（5）string str = “abcd”；
在这一节中讲到一个获取文本的函数getline()，代码如下
#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <string>using std::string;using namespace std;int main(){string str1;while (getline(cin, str1)){cout << str1 << endl;} return 0;} 要点一：在运行此函数的时候，无论你怎么输入都无法结束函数，这是为什么？原因就在while()函数在作怪。while判断的cin输入，只要有输入就为真，while函数就会执行。一开始以为输入回车换行就会退出，其实是错误，因为回车换行仅仅结束的是getline函数。要点二：getline函数在遇到回车换行符时，会主动丢弃回车换行符，不会将回车换行符加入到cin的字符串中，这是getline函数的特性。
string的几种常用的操作
（一）string.empty()，判断string是否为空，empty函数返回一个bool值类型，如果为空返回true，否则返回false。
（二）string.size()，返回string字符串的长度，size函数返回一个size_type值类型，此值为string的长度。书中重点提示了size的返回值类型为size_type类型，不是int类型，虽然当成int来赋值没有编译和运行错误，但是存在很大的隐患，特别是在16位操作系统中可能会因为字符串长度过长造成溢出。
#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <string>using std::string;using namespace std;int main(){ string str1 = "123456"; string::size_type size; size = str1.size(); cout << size << endl; system("pause"); return 0;}（三）string类型对象之间可以使用 >, < ,>=,<=,== ， + 操作符。
具体的操作请查看书本中给出的例子。
（四）获取string类型对象中的某个字符和string类型对象的下标索引，如下示例：
#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <string>using std::string;using namespace std;int main(){string str1 = "123456";string::size_type size;size = str1.size();for (string::size_type size = 0; size < str1.size(); size++){cout << str1[size] << endl;}system("pause"); return 0;}（五）string对象中字符的处理，如下所示
//用循环判断ASCII从0~127之间的字符类型/*cctype中的常用函数函数名称 返回值isalnum() 如果参数是字母数字，即字母或者数字，函数返回trueisalpha() 如果参数是字母，函数返回trueiscntrl() 如果参数是控制字符，函数返回trueisdigit() 如果参数是数字（0－9），函数返回trueisgraph() 如果参数是除空格之外的打印字符，函数返回trueislower() 如果参数是小写字母，函数返回trueisprint() 如果参数是打印字符（包括空格），函数返回trueispunct() 如果参数是标点符号，函数返回trueisspace() 如果参数是标准空白字符，如空格、换行符、水平或垂直制表符，函数返回trueisupper() 如果参数是大写字母，函数返回trueisxdigit() 如果参数是十六进制数字，即0－9、a－f、A－F，函数返回truetolower() 如果参数是大写字符，返回其小写，否则返回该参数toupper() 如果参数是小写字符，返回其大写，否则返回该参数*/#include <iostream>#include <cctype>using namespace std;int main(){unsigned char c='\0';for(;(int)c<=127;c++){cout<<"ASCII为 "<<(int)c<<" 的字符为 ";if(iscntrl(c))//判断是否为控制字符{cout<<(iscntrl(c)?"控制字符 ":""); cout<<(isspace(c)?"标准空白字符，如空格、换行符、水平或垂直制表符":"");}else //非控制字符{ cout<<c<<" ";cout<<(isprint(c)?"打印字符(包括空格) ":""); cout<<(isgraph(c)?"除空格之外的打印字符 ":"");cout<<(isalnum(c)?"字母数字 ":"");cout<<(isalpha(c)?"字母 ":""); cout<<(islower(c)?"小写字母 ":"");cout<<(isupper(c)?"大写字母 ":""); cout<<(isdigit(c)?"数字(0-9) ":"");cout<<(isxdigit(c)?"十六进制数字(0-9,A-F,a-f) ":""); cout<<(ispunct(c)?"标点符号 ":"");}cout<<endl;}return 0;}二、vector标准类型库1、vector标准类型库的引用
同样vector标准类型库不是c++语言中的内置类型，同样需要进行引用，同string标准类型库一样，需要用头文件引入。如下所示。
#include <vector>
using std::vector;
2、vector的对象的初始化和定义
vector类定义了几种构造函数来定义和初始化vector对象，如下：
（1）vector<T> vt;
跟string对象的定义类似，这种初始化和定义是vector类的默认构造函数。定义 为空。
（2）vector<T> vt(vt1);
vt为vt1的副本。
（3）vector<T> vt (n,i);
vt中包含n个值为i的元素
vector<int> vt(10,-1) 定义初始化vt内含有10个-1元素的对象。
vector<string> vt(10,"hello") 定义初始化vt内含有10个hello元素的对象
（4）vector<T> vt(n)
定义初始化vt有初值，长度为n的vt对象。
3、vector常用的对象操作
（1） vt.empty() ,判断vt是否为空，为空则返回true，假则返回false。
（2） vt.size(), 返回vector_size类型，vt的长度。
（3） vt.push_back(i), 在vt最后追加一个值为i的元素，同时vt长度加1.
（4） vt[n] 返回vt n位置的元素。
（5） vt1 = vt2 将vt2赋值给vt1,。
（6） vt1 == vt2 判断vt1 是否与vt2相等。
（7） vector类型支持 ！= ， > ,<,<=,>=,操作。
（一）vector 对象的size，与string标准库对象一样，标示vector大小时用vector<T>::size_type。
（二）向vector中添加元素和下标操作，常用的是vector类中的push_back(i)函数。看下面示例认真体会。
#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <string>#include <cctype>#include <vector>using std::vector;using std::string;using namespace std;int main(){vector<int> vc(10);vc.push_back(10);for (vector<int>::size_type i = 0; i < vc.size(); i++){cout << vc[i] << endl;}cout << vc.size();system("pause");return 0;}（三）vector对象的begin()和end()函数与vector的iterator类型使用。begin()和end()函数能够获取到vector对象的头和尾指针。
总结vector的常用用法
在c++中，vector是一个十分有用的容器，下面对这个容器做一下总结。
1 基本操作
(1)头文件#include<vector>.
(2)创建vector对象，vector<int> vec;
(3)尾部插入数字：vec.push_back(a);
(4)使用下标访问元素，cout<<vec[0]<<endl;记住下标是从0开始的。
(5)使用迭代器访问元素.
vector<int>::iterator it;for(it=vec.begin();it!=vec.end();it++) cout<<*it<<endl;(6)插入元素： vec.insert(vec.begin()+i,a);在第i+1个元素前面插入a;
(7)删除元素： vec.erase(vec.begin()+2);删除第3个元素
vec.erase(vec.begin()+i,vec.begin()+j);擦去下标为i到下标为j的数据;
(8)向量大小:vec.size();
(9)清空:vec.clear();
vector的元素不仅仅可以使int,double,string,还可以是结构体，但是要注意：结构体要定义为全局的，否则会出错。下面是一段简短的程序代码：
#include<stdio.h>#include<algorithm>#include<vector>#include<iostream>using namespace std;typedef struct rect{ int id; int length; int width;
//对于向量元素是结构体的，可在结构体内部定义比较函数，下面按照id,length,width升序排序。
bool operator< (const rect &a) const
{
if(id!=a.id)
return id<a.id;
else
{
if(length!=a.length)
return length<a.length;
else
return width<a.width;
}
}}Rect;int main() vector<Rect> vec; Rect rect; rect.id=1; rect.length=2; rect.width=3; vec.push_back(rect); vector<Rect>::iterator it=vec.begin(); cout<<(*it).id<<' '<<(*it).length<<' '<<(*it).width<<endl; return 0;}3 算法
(1) 使用reverse将元素翻转：需要头文件#include<algorithm>
reverse(vec.begin(),vec.end());将元素翻转(在vector中，如果一个函数中需要两个迭代器，
一般后一个都不包含.)
(2)使用sort排序：需要头文件#include<algorithm>，
sort(vec.begin(),vec.end());(默认是按升序排列,即从小到大).
可以通过重写排序比较函数按照降序比较，如下：
定义排序比较函数：
bool Comp(const int &a,const int &b)
{
return a>b;
}
调用时:sort(vec.begin(),vec.end(),Comp)，这样就降序排序。
<span style="font-size:14px;"><strong>#include "stdafx.h"#include <iostream>#include <string>#include <cctype>#include <vector>#include<algorithm>using std::vector;using std::string;using namespace std;//自定义排序函数，降序</strong>bool compare(const int &a, const int &b){return a > b;}int main(){vector<int> vc(10);vc.push_back(10); //在vc对象的末尾插入数据10vector<int>::iterator it;for (vector<int>::size_type i = 0; i < vc.size(); i++){cout << vc[i] << endl;}cout << "-------------输出赋值并用迭代器下标方式输出------------" << endl;for (vector<int>::size_type i = 0; i < vc.size(); i++){vc[i] = i;cout << vc[i] << endl;}cout << "-------------用迭代器 itrator 方法输出赋值------------" << endl;for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "-------------赋值之后的大小-------------" << endl;cout << vc.size()<<endl;cout << "-------------用insert插入数据-------------" << endl;vc.insert(vc.begin() + 3, 111111);//数据插入到了下标为3的地方 插入111111 ，也就是第四位数据的位置。cout << "-------------insert后的数据------------" << endl;for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "-------------用insert插入数据后的大小-------------" << endl;cout << vc.size() << endl;cout << "------------擦除111111--------------" << endl;vc.erase(vc.begin() + 3); //擦去111111for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "---------------擦除111111后的大小---------------" << endl;cout << vc.size() << endl;cout << "------------擦去下标为1到下标为3的数据---------------" << endl;vc.erase(vc.begin() + 1, vc.begin() + 3);for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "------------使用reverse将元素翻转,并输出翻转后的数据：需要头文件#include<algorithm>---------------" << endl;reverse(vc.begin(), vc.end());for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "---------------翻转后的大小---------------" << endl;cout << vc.size() << endl;cout << "------------清空vector---------------" << endl;vc.clear();cout << vc.size()<<endl;cout << "------------排序vector---------------" << endl;for (vector<int>::size_type i=0; i < 10; i++){vc.push_back(rand()%10);}cout << "------------升序排序vector前---------------" << endl;for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "------------升序排序vector后---------------" << endl;sort(vc.begin(), vc.end());for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}cout << "------------降序排序vector后---------------" << endl;sort(vc.begin(), vc.end(),compare);for (it = vc.begin(); it != vc.end(); it++){cout << *it << endl;}system("pause");return 0;}</span>（三）标准库bitset类型库有些程序要处理二进制位的有序集，每个位可能包含的是0（关）或1（开）的值。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。标准库提供了bitset类使得处理位集合更容易一些。要使用bitset类就必须要包含相关的头文件。在本书提供的例子中，假设都使用了std::bitset的using声明：
- #include <bitset>
- using std::bitset;
1.bitset定义和初始化
以下列出了bitset的构造函数：
- bitset<n> b; //b有n位，每位都为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n个位的副本
- bitset<32> bitvec; //32位，全为0。
这条语句把bitvec定义为含有32个位的bitset对象。和vector的元素一样，bitset中的位是没有命名的，程序员只能按位置来访问它们。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 bit），以31位结束的位串是高阶位(high-order bit)。
1.1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。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，则其余的高阶位置为0；如果bitet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bitet类型长度的高阶位将被丢弃。
在32位unsigned long的机器上，十六进制值0xffff表示为二进制位就是十六个1和十六个0（每个0xf可表示为1111）。可以用0xffff初始化bitset对象：
- // 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
1.2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 strval("1100");
- bitset<32> bitvec4(strval);
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。
不一定要把整个string对象都作为bitset对象的初始值。相反，可以只用某个子串作为初始值：
- string str("1111111000000011001101");
- bitset<32> bitvec5(str, 5, 4); // 4 bits starting at str[5], 1100
- bitset<32> bitvec6(str, str.size() - 4); // use last 4 characters
2.bitset的上的操作
多种bitset操作用来测试或设置bitset对象中的单个或多个二进制位：
2.1测试整个bitset对象
如果bitset对象中有一个或多个二进制位置为1，则any操作返回true，也就是说，其返回值等于1;相反，如果bitset对象中的二进制位全为0,则none操作返回true。
- bitset<32> bitvec; // 32 bits, all zero
- bool is_set = bitvec.any(); // false, all bits are zero
- bool is_not_set = bitvec.none(); // true, all bits are zero
- size_t bits_set = bitvec.count(); // returns number of bits that are on
与vector和string中的size操作一样，bitset的size操作返回bitset对象中二进制位的个数，返回值的类型是size_t:
- size_t sz = bitvec.size(); // returns 32
2.2访问bitset对象中的位
可以用下标操作符来读或写某个索引位置的二进制位，同样地，也可以用下标操作符测试给定二进制位的值或设置某个二进制位的值：
- // assign 1 to even numbered bits
- for (int index = 0; index != 32; index += 2)
- bitvec[index] = 1;
除了用下标操作符，还可以用set、test和reset操作来测试或设置给定二进制位的值：
- // equivalent loop using set operation
- for (int index = 0; index != 32; index += 2)
- bitvec.set(index);
- if (bitvec.test(i))
- // bitvec[i] is on
- // equivalent test using subscript
- if (bitvec[i])
- // bitvec[i] is on
2.3对整个bitset对象进行设置
set和reset操作分别用来对整个bitset对象的所有二进制位全置1和全置0：
- bitvec.reset(); // set all the bits to 0.
- bitvec.set(); // set all the bits to 1
- bitvec.flip(0); // reverses value of first bit
- bitvec[0].flip(); // also reverses the first bit
- bitvec.flip(); // reverses value of all bits
2.4获取bitset对象的值
to_ulong操作返回一个unsigned long值，该值与bitset对象的位模式存储值相同。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;
2.5输出二进制位
可以用输出操作符输出bitset对象中的位模式：
- bitset<32> bitvec2(0xffff); // bits 0 ... 15 are set to 1; 16 ... 31 are 0
- cout << "bitvec2: " << bitvec2 << endl;
- bitvec2: 00000000000000001111111111111111
2.6使用位操作符
bitset类也支持内置的位操作符。C++定义的这些操作符都只适用于整型操作数，它们所提供的操作类似于本节所介绍的bitset操作。
3.程序实例
- #include <iostream>
- #include <bitset>
- using namespace std;
- int main(){
- //bitset 使用整数初始化bitset
- bitset<3> bs(7);
- //输出bs各个位的值
- cout<<"bs[0] is "<<bs[0]<<endl;
- cout<<"bs[1] is "<<bs[1]<<endl;
- cout<<"bs[2] is "<<bs[2]<<endl;
- //下面的语句会抛出outofindexexception
- //cout<<"bs[3] is "<<bs[3]<<endl;
- //使用字符串初始化bitset
- //注意：使用string初始化时从右向左处理，如下初始化的各个位的值将是110，而非011
- string strVal("011");
- bitset<3> bs1(strVal);
- //输出各位
- cout<<"bs1[0] is "<<bs1[0]<<endl;
- cout<<"bs1[1] is "<<bs1[1]<<endl;
- cout<<"bs1[2] is "<<bs1[2]<<endl;
- //cout输出时也是从右边向左边输出
- cout<<bs1<<endl;
- //bitset的方法
- //any()方法如果有一位为1，则返回1
- cout<<"bs1.any() = "<<bs1.any()<<endl;
- //none()方法，如果有一个为1none则返回0，如果全为0则返回1
- bitset<3> bsNone;
- cout<<"bsNone.none() = " <<bsNone.none()<<endl;
- //count()返回几个位为1
- cout<<"bs1.count() = "<<bs1.count()<<endl;
- //size()返回位数
- cout<<"bs1.size() = "<<bs1.size()<<endl;
- //test()返回某一位是否为1
- //flip()诸位取反
- bitset<3> bsFlip = bs1.flip();
- cout<<"bsFlip = "<<bsFlip<<endl;
- //to_ulong
- unsigned long val = bs1.to_ulong();
- cout<<val;
- }
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