C++ Primer(第五版)|练习题答案与解析(第九章:顺序容器)
C++ Primer(第五版)|练习题答案与解析(第九章:顺序容器)
本博客主要记录C++ Primer(第五版)中的练习题答案与解析。
参考:C++ Primer
C++ Primer
练习题9.1
对于下面的程序任务，vector, deque和list哪种容器最为合适？解释你选择的理由。如果没有哪一种容器优于其它容器，也请解释理由。
（a）读取固定数量的单词，将它们按字典序插入到容器中。我们将在下一章看到，关联容器更适合这个问题。
- 使用list，需要在中间插入，用list效率更高。
（b）读取未知数量的单词，总是将新单词插入到末尾。删除操作在头部进行。
- 使用deque。只在头尾进行操作，deque效率更高。
（c）从一个文件中读取未知数量的整数。将这些整数排序，然后打印到标准输出。
- 使用vector。排序需要不断调整位置，vector支持快速随机访问，用vector更适合。
练习题9.2
定义一个list对象，其元素类型是int的deque。
为：list
练习题9.3
构成迭代器范围的迭代器有和限制。
begin和end构成了迭代器范围（P296）：
- 其必须分别指向同一个容器的元素或是尾元素之后的位置。
- 可以通过反复递增begin来到达end。
练习题9.4
编写一个函数，接受一对指向vector的迭代器和一个int值。在两个迭代器指定的范围中查找给定的值，返回一个布尔值来指出是否找到。
bool findVal(vector<int>::const_iterator beg, vector<int>::const_iterator end, int val)
{
while (beg != end) {
if (*beg != val) {
beg ++;
}
else {
return true;
}
}
return false;
}
练习题9.5
重写上一题的函数，返回一个迭代器指向找到的元素。注意，程序必须处理未找到给定值的情况。
int findVal1(vector<int>::const_iterator beg, vector<int>::const_iterator end, int val)
{
while (beg != end) {
if (*beg != val) {
beg ++;
}
else {
return *beg;
}
}
return *end;
}
练习题9.6
下面程序有何错误？你应该如何修改？
list<int> lstl;
list<int>::iterator iter1 = lstl.begin(),
iter2 = lstl.end();
while (iter1 < iter2) /* ... */
迭代器之间没有大于小于的比较（比较地址的大小没有必要）。修改为：while(iter1 != iter2)（P297）
练习题9.7
为了索引int的vector中的元素，应该使用什么类型？
索引应该是为了便于查找，保存元素的位置。应该是unsigned int类型，所以为vector
练习题9.8
为了读取string的list的元素，应该使用什么类型？如果写入list，又该使用什么类型？
//读操作
list<string>::const_iterator iter;
//写操作
list<string>::iterator iter;
练习题9.9
begin和cbegin两个函数有什么不同？
begin函数返回的是普通的iterator，而cbegin返回的是const_iterator（P298）。
练习题9.10
下面4个对象分别是什么类型？
vector<int> v1;
const vector<int> v2;
auto it1 = v1.begin(), it2 = v2.begin();
auto it3 = v1.cbegin(), it4 = v2.cbegin();
// it1：iterator类型。it2，it3，it4是const_iterator类型。
练习题9.11
对6种创建和初始化vector对象的方法，每一种都给出一个实例。解释每个vector包含什么值。
vector<int> ivec1; // 空
vector<int> ivec2{1, 2, 3, 4, 5}; // 1， 2， 3， 4， 5
vector<int> ivec3 = {6, 7, 8, 9, 10}; // 6， 7， 8， 9， 10
vector<int> ivec4(ivec2); // 1， 2， 3， 4， 5
vector<int> ivec5 = ivec3; // 6， 7， 8， 9， 10
vector<int> ivec6(10, 4); // 10个4
练习题9.12
对于接受一个容器创建其拷贝的构造函数，和接受两个迭代器创建拷贝的构造函数，解释它们的不同。
- 接受一个容器创建其拷贝的构造函数，要求两个容器类型及元素类型必须匹配。
- 接受两个迭代器创建拷贝的构造函数，不要求容器类型匹配，而且元素类型也可以不同，只要拷贝的元素能转换就可以。
练习题9.13
如何用一个list初始化一个vector?从一个vector又该如何创建？编写代码验证你的答案。
#include
using namespace std;
int main()
{
list<int> ilst(5, 4);
vector<int> ivc(5, 5);
// from list to vector
vector<double> dvc(ilst.begin(), ilst.end());
for (auto i : ilst) cout << i << " ";
cout << endl;
for (auto d : dvc) cout << d << " ";
cout << endl;
// from vector to vector
vector<double> dvc2(ivc.begin(), ivc.end());
for (auto i : ivc) cout << i << " ";
cout << endl;
for (auto d : dvc2) cout << d << " ";
return 0;
}
测试：
4 4 4 4 4
4 4 4 4 4
5 5 5 5 5
5 5 5 5 5
练习题9.14
编写程序，将一个list中的char*指针（指向C风格字符串）元素赋值给一个vector中的string。
#include
using namespace std;
int main()
{
list<const char*> l{ "Mooophy", "pezy", "Queeuqueg" };
vector<std::string> v;
v.assign(l.cbegin(), l.cend());
for (auto ptr : v)
cout << ptr << endl;
return 0;
}
测试：
Mooophy
pezy
Queeuqueg
练习题9.15
编写程序，判定两个vector是否相等。
#include
using namespace std;
int main()
{
vector<int> vec1{ 1, 2, 3, 4, 5 };
vector<int> vec2{ 1, 2, 3, 4, 5 };
vector<int> vec3{ 1, 2, 3, 4 };
cout << (vec1 == vec2 ? "true" : "false") << endl;
cout << (vec1 == vec3 ? "true" : "false") << endl;
return 0;
}
测试：
true
false
练习题9.16
重写上一题的程序，比较一个list中的一个元素和一个vector中的元素。
#include
int main()
{
std::list<int> li{ 1, 2, 3, 4, 5 };
std::vector<int> vec2{ 1, 2, 3, 4, 5 };
std::vector<int> vec3{ 1, 2, 3, 4 };
std::cout << (std::vector<int>(li.begin(), li.end()) == vec2 ? "true" : "false") << std::endl;
std::cout << (std::vector<int>(li.begin(), li.end()) == vec3 ? "true" : "false") << std::endl;
return 0;
}
测试：
true
false
练习题9.17
假定c1和c2是两个容器，下面的比较操作有何限制（如果有的话）？
if (c1 < c2)
- 要求c1和c2必须是同类容器，其中元素也必须是同种类型。
- 该容器必须支持比较关系运算。
练习题9.18
编写程序，从标准输入读取string序列，存入一个deque中。编写一个循环，用迭代器打印deque中的元素。
#include 测试：
This is a C++
^Z
This
is
a
C++
练习题9.19
重写上题程序，用list代替deque。列出程序要做出哪些改变。
#include
using namespace std;
int main()
{
list<string> input;
for (string str; cin >> str; input.push_back(str));
for (auto iter = input.cbegin(); iter != input.cend(); ++iter)
cout << *iter << endl;
return 0;
}
- 将deque改为list类型
- iterator的类型也改为list即可，如果是使用auto就不用了。
练习题9.20
编写程序，从一个list拷贝元素到两个deque中。值为偶数的所有元素都拷贝到一个deque中，而奇数值元素都拷贝到另一个deque中。
#include
using namespace std;
int main()
{
list<int> l{ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };
deque<int> odd, even;
for (auto i : l)
(i & 0x1 ? odd : even).push_back(i);
for (auto i : odd) cout << i << " ";
cout << endl;
for (auto i : even)cout << i << " ";
cout << endl;
return 0;
}
测试：
1 3 5 7 9
2 4 6 8 10
练习题9.21
如果我们将308页中使用insert返回值将元素添加到list中的循环程序改写为将元素插入到vector中，分析循环将如何工作。
#include 测试：
This is a C++
^Z
C++ a is This
练习题9.22
假定iv是一个int的vector，下面的程序存在什么错误？你将如何修改？
vector<int>::iterator iter = iv.begin(),
mid = iv.begin() + iv.size()/2;
while(iter != mid) {
if (*iter == some_val) {
iv.insert(iter, 2 * some_val);
}
}
修改为：
#include 练习题9.23
在本节第一个程序（309页）中，若c.size()为1， 则val, val2, val3和val4的值会是什么？
将会全部指向c容器的首元素。
练习题9.24
编写程序，分别使用at、下标运算符、front和begin提取一个vector中的第一个元素。在一个空vector上测试你的程序。
#include terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range'
what(): vector::_M_range_check: __n (which is 0) >= this->size() (which is 0)
练习题9.25
对于312页中删除一个范围内的元素的程序，如果elem1与elem2相等会发生什么？如果elem2是尾后迭代器，或者elem1和elem2皆为尾后迭代器，又会发生什么？
- 如果elem1和elem2相等，则不发生删除操作。
- 如果elem2是尾后迭代器，则删除elem1之后的元素，返回尾后迭代器。
- 如果elem1和elem2都是尾后迭代器，则不发生删除操作。
练习题9.26
使用下面代码定义的ia，将ia拷贝到一个从vector和一个list中。使用单迭代器版本的erase从list中删除奇数元素，从vector中删除偶数元素。
int ia[] = {0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89};
#include
using namespace std;
int main()
{
int ia[] = { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 55, 89 };
// 初始化
vector<int> vec(ia, end(ia));
list<int> lst(vec.begin(), vec.end());
// 移除奇数值
for(auto it = lst.begin(); it != lst.end(); )
if(*it & 0x1) it = lst.erase(it);
else ++it;
// 移除偶数值
for(auto it = vec.begin(); it != vec.end(); )
if(! (*it & 0x1)) it = vec.erase(it);
else ++it;
// 查看结果
cout << "list : ";
for(auto i : lst) cout << i << " ";
cout << "\nvector : ";
for(auto i : vec) cout << i << " ";
cout << std::endl;
return 0;
}
测试
list : 0 2 8
vector : 1 1 3 5 13 21 55 89
练习题9.27
编写程序，查找并删除forward_list中的奇数元素。
#include 测试：
0 2 8 16
练习题9.28
编写函数，接受一个forward_list和两个string共三个参数。函数应在链表中查找第一个string，并将第二个string插入到紧接着第一个string之后的位置。若第一个string未在链表中，则将第二个string插入到链表末尾。
void insertToFlst(forward_list<string>& sflst, const string& val_in_flst, const string& val_to_insert)
{
auto prev = sflst.before_begin();
auto curr = sflst.begin();
while (curr != sflst.end()) {
if (*curr == val_in_flst) {
sflst.insert_after(curr, val_to_insert);
return;
}
else {
prev = curr;
++ curr;
}
}
sflst.insert_after(curr, val_to_insert);
}
练习题9.29
假定vec包含25个元素，那么vec.resize(100)会做什么？如果接下来调用vec.resize(10)会做什么？
vec.resize(100)会把75个值为0的值添加到vec的结尾。
vec.resize(10)会把vec末尾的90个元素删除掉。
练习题9.30
接受单个参数的resize版本对元素类型有什么限制（如果有的话）？
如果容器保存的是类类型元素，则使用resize必须提供初始值，或元素类型必须提供一个默认构造函数。
练习题9.31
第316页中删除偶数值元素并复制奇数值元素的程序不能用于list或forward_list。为什么？修改程序，使之也能用于这些类型。
list和forward_list的迭代器不支持加减操作，因为链表的内存不连续，无法通过加减操作来寻址。
使用advance()可令迭代器前进C++ STL一一迭代器相关辅助函数
list:
#include
using std::list;
using std::cout;
using std::advance;
auto remove_evens_and_double_odds(list<int>& data)
{
for(auto cur = data.begin(); cur != data.end();)
if (*cur & 0x1)
cur = data.insert(cur, *cur), advance(cur, 2);
else
cur = data.erase(cur);
}
int main()
{
list<int> data { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 };
remove_evens_and_double_odds(data);
for (auto i : data) cout << i << " ";
return 0;
}
forward_list
#include 练习题9.32
再316页的程序中，向下面语句这样调用insert是否合法？如果不合法，为什么？
iter = vi.insert(iter, *iter++);
不合法，因为编译器不知道应该先执行insert操作，还是执行*iter++操作。或者执行完insert之后，应该先返回，还是对iter进行++操作。
练习题9.33
在本节最后一个例子中，如果不将insert的结果赋予begin，将会发生什么？编写程序，去掉此赋值语句，验证你的答案。
程序崩溃，因为迭代器将会失效。
#include 练习题9.34
假定vi是一个保存int的容器，其中有偶数值也要奇数值，分析下面循环的行为，然后编写程序验证你的分析是否正确。
iter = vi.begin();
while (iter != vi.end())
if (*iter % 2)
iter = vi.insert(iter, *iter);
++ iter;
不正确，insert是插入到iter之前，返回的是新插入元素的迭代器，因此在插入元素之后，应该加两次，才能到原始的下一个元素。
修改为：
auto iter = ivec.begin();
while (iter != ivec.end()) {
if (*iter % 2) {
iter = ivec.insert(iter, *iter);
++ iter;
}
++ iter;
}
练习题9.35
解释一个vector的capacity和size有何区别？
size是指它已经保存的元素数目，而capacity则是在不分配新的内存空间的前提下最多可以保存的元素（P318）。
练习题9.36
一个容器的capacity可能小于它的size吗？
不可能，当容量不够，继续添加元素时，容器会自动扩充容量，具体添加多少看标准库的实现（P319）。capacity>=size。
练习题9.37
为什么list或array没有capacity成员函数？
- 因为array时固定长度的。
- list不是连续内存，不需要capacity。
练习题9.38
编写程序，探究在你的标准库实现中，vector是如何增长的？
#include 测试：
10
the vector's size = 1
the vector's capacity = 1
10
the vector's size = 2
the vector's capacity = 2
10
the vector's size = 3
the vector's capacity = 4
10
the vector's size = 4
the vector's capacity = 4
10
the vector's size = 5
the vector's capacity = 8
可以发现capacity成双倍增长。
练习题9.39
解释下面程序片段做了什么？
vector<string> svec;
svec.reserve(1024);
string word;
while (cin >> word) {
svec.push_back(word);
}
svec.resize(svec.size() + svec.size()/2);
先给一个vector分配1024大小的空间，将输入的值保存进vector。如果输入的元素大于1024，vector会自动扩容。最后使用resize只能改变vector的size，不能改变其capacity。
练习题9.40
如果上一题的程序读入了256个词，在resize之后容器的capacity可能是多少？如果读入了512个、1000个或1048个词呢？
#include 测试：
256
count :256
size :384
capacity:1024
512
count :512
size :768
capacity:1024
1000
count :1000
size :1500
capacity:2000
1048
count :1048
size :1572
capacity:2048
练习题9.41
编写程序，从一个vector初始化一个string。
#include 测试：
pezy
练习题9.42
假定你希望每次读取一个字符存入一个string中，而且知道最少需要读取100个字符，应该如何提高性能。
利用reserve操作预留足够的内存，这样就不用在过程中重新分配内存了。
练习题9.43
假定你希望每次读取一个字符存入一个string中，而且知道最少需要读取100个字符，应该如何提高性能。
#include 练习题9.44
重写上一题的函数，这次使用一个下标和replace。
#include 测试
To drive straight through is a foolish, though courageous act.
练习题9.45
重写上一题的函数，这次使用一个下标和replace。
#include 测试
Mr.Liu, Jr.
练习题9.46
重写上一题的函数，这次使用位置和长度来管理string，并只使用insert。
#include 测试
Mr.Yang,Jr.
练习题9.47
编写程序，首先查找string "ab2c3d7R4E6"中的每个数字字符，然后查找其中每个字母字符。编写两个版本的程序，第一个要使用find_fisrt_of，第二个要使用find_first_not_of.
版本一
#include 测试：
numeric characters: 2 3 7 4 6
alphabetic characters: a b c d R E
版本二：
#include 测试：
numeric characters: 2 3 7 4 6
alphabetic characters: a b c d R E
练习题9.48
假定name和numbers的定义如325页所示，number.find(name)返回什么？
#include 测试：返回npos
练习题9.49
如果一个字母延伸要中线之上，如d或f，则称其有上出头部分。如果延伸到中线之下，则称其有下出头部分。编写程序，读入一个单词文件，输出最长的既不包含上出头部分，也不包含下出头部分的单词。
#include 测试：
aesse
练习题9.50
编写程序处理一个vector,其元素都表示整形值。计算vector中所有元素之和。修改程序，使之计算表示浮点值的string之和。
#include 用的时候会找不到stof和stoi，待解决。
练习题9.51
设计一个类，它有三个unsigned成员，分别表示年、月和日。为其编写构造函数，接受一个表示日期的string参数。你的构造函数应该能处理不同数据格式，如January 1，1900、1/1/1990、Jan 1 1900等。
#include 练习题9.52
使用stack处理括号化的表达式。当你看到一个左括号，将其记录下来。当在一个左括号之后看到一个右括号，从stack中pop对象，直至遇到左括号，将左括号也一起弹出栈。然后将一个值push到栈中，表示一个括号化的表达式已经处理完毕，被其运算结果所替代。
#include 测试：
This is (++C a).