C++（3）字符串string、向量vector和数组

第二章介绍内置类型，本章介绍抽象数据类型库。

• 其中string和vector是两种最重要的标准库类型，前者支持可变长字符串，后者表示可变长的集合。
• 还有一种标准库类型是迭代器，它是string和vector的配套类型，常被用于访问string中的字符和vector中的元素。

第三章 字符串、向量和数组

• 头文件不应包含using声明。

标准库类型string

#include 
using std::string

• 初始化string

  • 直接初始化（direct initialization）
  • 拷贝初始化（copy initialization）：使用等号
    

    string s1;
    string s2(s1);
    string s2 = s2;
    string s3("hiya");
    string s3 = "hiya";
    string s4(10, 'c'); //s4的内容是cccccccccc

• string对象上的操作

  1. cout << s
  2. cin >> s         //将string对象读入s，遇到空白停止
  3. getline(is, s)   //从输入流is中读取一行赋给s（换行符被读取了，但被丢弃而没有赋给s），返回is
  4. s.empty()        //s为空返回true，否则返回false
  5. s.size()
  6. s[n]             //返回s中第n个字符的引用，位置n从0计起          
  7. s1 + s2          //返回s1和s2连接后的结果
  8. s1 = s2
  9. s1 == s2
  10. s1 != s2
  11. <, <=, >, >=

  • 逻辑非运算符（！）

• string::size_type类型：s.size()的返回值类型，是string类的配套类型。它是一个无符号类型的值，能够存放下任何string对象的大小。

• 处理string对象中的字符

  • cctype头文件：对单个字符的判断或处理的函数

    isupper(c)      //c是大写字母时为真
    islower(c)
    tolower(c)      //如果c是大写字母，则输出对于的小写字母；否则原样输出
    toupper(c)
    isalpha(c)      //c是字母时为真
    isdigit(c)      //c是数字时为真
    isalnum(c)      //c是字母或数字时为真
    ispunct(c)      //c是标点符号时为真
    isspace(c)      //c是空白时为真（即c是空格、横向制表符、纵向制表符、回车符、换行符、进纸符的一种）
    iscntrl(c)      //c是控制字符时为真
    isgraph(c)      //c不是空格但可打印时为真
    isprint(c)      //c是可打印字符时为真（即c是空格或具有可视形式）
    isxdigit(c)     //十六进制数

  • 使用C++版本的C标准库头文件，形如name.h，C++++中这些文件命名为cname，内容一样，且头文件cname中定义的名字从属于命名空间std。

• 范围for（range for）语句

for (declaration : expression)
    statement

例如：
string str("some string");
//每行输出str中的一个字符
for(auto c : str)
    cout << c <

标准库类型vector

vector是一个类模板（class template）。vector表示对象的集合，其中所有对象的类型都相同。集合中的每个对象都有一个与之对应的索引，索引用于访问对象。vector也常被称为容器（container）.

• 定义和初始化vector对象

vector v1
vector v2(v1)
vector v2 = v1
vector v3(n, val)
vector v4(n)
vector v5{a,b,c...}
vector v5 = {a,b,c...}

• 列表初始化vector对象

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

• 向vector对象中添加元素

  • push_back：把一个值当成vector对象的尾元素“压到（push）”vector对象的“尾端（back）”。
    

    vector<int> v2;
    for(int i=0; i != 100; ++1)
        v2.push_back(i);

  运行时才知道vector对象中确切的个数：

  string word;
  vector<string> text;
  while (cin >> word) {
      text.push_back(word);
  }

  • vector对象能高效增长：vector能在运行时高效快速地添加元素。
  • 如果循环体内包含有向vector对象添加元素的语句，则不能使用++范围for++循环。

• 其他vector操作

v.empty()
v.size()
v.push_back(t)
v[n]        //返回v中第n个位置上元素的引用
v1 = v2
v1 = {a,b,c...}
v1 == v2
v1 != v2
<, <=, >, >=

迭代器iterator

一种通用机制：实现使用下标运算符访问string对象的字符或vector对象的元素。

类似指针类型，提供了对对象的间接访问。

• begin和end成员

  //由编译器决定b、e的类型
  //b表示v的第一个元素，e表示v尾元素的下一个元素
  auto b = v.begin(), e = v.end();    //b、e类型相同

  • end成员返回的迭代器常被称作尾后迭代器（off-the-end iterator），或者简称尾迭代器。
  • 如果容器为空，则begin和end返回的都是尾后迭代器。

• 标准容器迭代器运算符

*iter           返回迭代器iter所指元素的引用
iter->men       解引用iter并获取钙元素的名为mem的成员，等价于（*iter）.mem
++iter
--iter
iter1 == iter2
iter1 != iter2

//将字符串首字母改成大写
string s("some string");
if (s.begin() != s.end()) {
    auto it = s.begin();
    *it = toupper(*it);
}

//将迭代器从一个元素移动到另一个元素，把字符串中第一个单词改为大写
//注意，使用的是!=，而不是<
for(auto it = s.begin(); it != s.end() && !isspace(*it); ++it)
    *it = toupper(*it);

迭代器类型

拥有迭代器的标准库使用iterator和const_iterator来表示迭代器的类型：

vector<int>::iterator it;           //it能读写vector中的元素
string::iterator it2;               //it2能读写string对象中的字符

vector<int>::const_iterator it3;    //it3只能读元素，不能写元素
string::const_iterator it4;         //it4只能读字符，不能写字符

参考：C++Primer第五版