C++学习之路（四）C++ 实现简单的待办事项列表命令行应用 - 示例代码拆分讲解

本期示例介绍:

本期示例《待办事项列表应用》展示了一个简单的任务管理系统，用户可以通过命令行界面执行添加任务、删除任务和显示任务列表等操作。

功能描述：

1. 添加任务功能：

   • 用户可以输入任务描述，将新的任务添加到任务列表中。

2. 删除任务功能：

   • 用户可以输入任务索引号，删除相应索引的任务。

3. 显示任务列表功能：

   • 显示当前所有任务的索引、完成状态和描述信息。

示例涉及的基础知识点：

1. 结构体：

   • 示例中的 Task 结构体用于表示任务，包含描述和完成状态。

2. 向量容器 (std::vector)：

   • 用于存储任务列表。std::vector 保存了 Task 结构体的实例，实现了动态数组的功能，能够动态添加和删除任务。

3. 命令行交互：

   • 使用 std::cin 和 std::cout 进行命令行输入输出交互，实现了用户和程序的交互。

4. 函数和模块化设计：

   • 将不同功能的代码块封装成函数，如添加任务、删除任务、显示任务列表等，提高了代码的可读性和可维护性。

5. 循环 (do-while 循环)：

   • 用于提供菜单选项，允许用户多次执行操作，直到选择退出。

6. 条件语句 (if-else)：

   • 用于检查索引的有效性以及其他条件判断，确保操作的有效性。

7. 字符串处理：

   • 使用 std::string 处理任务描述，使用 std::getline 获取用户输入的完整一行描述信息。

通过这个示例，初学者能够学习如何使用向量容器管理数据，如何进行基本的输入输出交互，以及如何通过结构化设计实现简单的功能模块化。同时也能加深对函数、循环和条件语句等基本概念的理解。

示例在Clion中运行步骤：

1. 新建项目

2. 粘贴代码

#include 
#include 

struct Task {
    std::string description;
    bool completed;
};

// 添加任务函数
void addTask(std::vector<Task> &tasks, const std::string &description) {
    Task newTask{description, false};
    tasks.push_back(newTask);
    std::cout << "Task added: " << description << std::endl;
}

// 删除任务函数
void removeTask(std::vector<Task> &tasks, int index) {
    if (index >= 0 && index < tasks.size()) {
        std::cout << "Task removed: " << tasks[index].description << std::endl;
        tasks.erase(tasks.begin() + index);
    } else {
        std::cout << "Invalid task index!" << std::endl;
    }
}

// 显示任务函数
void displayTasks(const std::vector<Task> &tasks) {
    std::cout << "Tasks:" << std::endl;
    for (size_t i = 0; i < tasks.size(); ++i) {
        std::cout << i + 1 << ". ";
        if (tasks[i].completed) {
            std::cout << "[Completed] ";
        }
        std::cout << tasks[i].description << std::endl;
    }
}

int main() {
    std::vector<Task> tasks; // 创建任务列表向量

    char choice;
    do {
        std::cout << "\nTodo List Application\n";
        std::cout << "1. Add Task\n";
        std::cout << "2. Remove Task\n";
        std::cout << "3. Display Tasks\n";
        std::cout << "4. Quit\n";
        std::cout << "Enter your choice: ";
        std::cin >> choice;

        switch (choice) {
            case '1': {
                std::string description;
                std::cout << "Enter task description: ";
                std::cin.ignore(); // 忽略前一个输入的换行符
                std::getline(std::cin, description); // 读取整行输入作为任务描述
                addTask(tasks, description); // 调用添加任务函数
                break;
            }
            case '2': {
                int index;
                std::cout << "Enter task index to remove: ";
                std::cin >> index;
                removeTask(tasks, index - 1); // 调用删除任务函数
                break;
            }
            case '3':
                displayTasks(tasks); // 调用显示任务函数
                break;
            case '4':
                std::cout << "Exiting...\n";
                break;
            default:
                std::cout << "Invalid choice!\n";
                break;
        }
    } while (choice != '4'); // 循环直到用户选择退出

    return 0;
}

3. 编译运行

先编译一下，看有没有错误

没有错误的话，就开始运行

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代码拆解，知识点总结

让我们来拆分讲解一下这个待办事项列表应用，我们可以逐步解释每个部分的作用和实现。

首先，看一下头文件

#include 
#include 

这部分是包含了所需的标准库头文件：

• ：用于输入输出操作。
• ：包含了向量容器的定义，用于存储任务列表。

任务结构体

struct Task {
    std::string description;
    bool completed;
};

这个结构体定义了一个任务，包含了任务的描述和完成状态。

添加任务函数

void addTask(std::vector<Task> &tasks, const std::string &description) {
    Task newTask{description, false};
    tasks.push_back(newTask);
    std::cout << "Task added: " << description << std::endl;
}

这个函数用于向任务列表中添加新任务，将新任务的描述和完成状态初始化后，添加到任务列表中，并输出添加成功的消息。

Tips: tasks.push_back 是什么意思？

当使用 `std::vector` 时，`push_back()` 是用于向向量末尾添加新元素的成员函数。

- **`push_back()`：**
  - `push_back()` 是 `std::vector` 中用于在向量末尾添加新元素的函数。
  - 该函数接受一个参数，即要添加的新元素。
  - 它将新元素添加到向量的末尾，向量大小增加一个单位。
  - 对于基本数据类型或自定义类型，都可以使用 `push_back()` 将其添加到 `std::vector` 中。

在这个例子中，`push_back()` 将新任务（由参数 `description` 创建的 `Task` 结构体对象）添加到了 `tasks` 向量的末尾，实现了向任务列表中添加新任务的功能。

删除任务函数

void removeTask(std::vector<Task> &tasks, int index) {
    if (index >= 0 && index < tasks.size()) {
        std::cout << "Task removed: " << tasks[index].description << std::endl;
        tasks.erase(tasks.begin() + index);
    } else {
        std::cout << "Invalid task index!" << std::endl;
    }
}

这个函数用于从任务列表中删除指定索引的任务，首先检查索引的有效性，然后删除对应索引的任务，并输出删除成功或失败的消息。

Tips: tasks.erase、tasks.begin 是什么意思？

当使用 `std::vector` 时，`erase()` 和 `begin()` 是两个常用的函数和迭代器。

- **`tasks.erase()`：**
  - `erase()` 是 `std::vector` 中用于删除元素的成员函数。它能够删除指定位置的元素，或是一定范围内的元素。
  - `tasks.erase(iterator)`：这个函数版本接受一个迭代器作为参数，用于删除指定位置的元素。例如，`tasks.erase(tasks.begin() + index)` 将删除位于 `index` 索引位置的元素。
  - 如果要删除一定范围内的元素，可以使用两个迭代器来指定范围，比如 `tasks.erase(tasks.begin() + startIndex, tasks.begin() + endIndex)`，它会删除从 `startIndex` 到 `endIndex - 1` 索引位置的元素。

- **`tasks.begin()`：**
  - `begin()` 是 `std::vector` 的成员函数，返回指向容器第一个元素的迭代器。
  - `tasks.begin()` 返回一个迭代器，指向 `tasks` 容器的第一个元素。
  - 迭代器是用于在容器中定位和遍历元素的对象。在 `std::vector` 中，迭代器允许你访问和操作容器中的元素，如删除、修改或遍历等。

在上述示例中，`tasks.erase(tasks.begin() + index)` 这行代码中的 `tasks.begin() + index` 返回了一个指向 `tasks` 容器中第 `index` 位置的迭代器。然后 `erase()` 函数使用这个迭代器来删除对应位置的元素，实现了删除任务的功能。

显示任务函数

void displayTasks(const std::vector<Task> &tasks) {
    std::cout << "Tasks:" << std::endl;
    for (size_t i = 0; i < tasks.size(); ++i) {
        std::cout << i + 1 << ". ";
        if (tasks[i].completed) {
            std::cout << "[Completed] ";
        }
        std::cout << tasks[i].description << std::endl;
    }
}

这个函数用于显示当前的任务列表，遍历所有任务并输出任务的索引、完成状态和描述信息。

主函数

int main() {
    std::vector<Task> tasks; // 创建任务列表向量

    // ...（菜单选项交互）
    
    return 0;
}

在主函数中，我们创建了一个空的任务列表向量，并提供了菜单选项的交互，允许用户添加任务、删除任务或显示任务列表。根据用户的选择，调用相应的函数执行对应的操作，直到用户选择退出。

本次的拆分讲解帮助我们理解了每个函数的作用，以及如何通过结构化的方式实现待办事项列表应用的基本功能。

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本文就到这里了，感谢您的阅读，明天还有更多的实例学习文章等着你 。别忘了点赞、收藏~ Thanks♪(･ω･)ﾉ 。