C++primer 读书笔记 Chapter 3 some tips about library types

1.string类型和字符串字面值：

书上有一句话,很重要：

 因为历史原因以及为了与 C 语言兼容，字符串字面值与标准库 string 类型不是同一种类型。这一点很容易引起混乱，编程时一定要注意区分字符串字面值和 string 数据类型的使用，这很重要。

字符串字面值的类型是字符常量的数组，现在可以更明确地认识到：字符串字面值的类型就是const　char类型的数组．Ｃ＋＋从Ｃ语言继承下来的一种通用结构是Ｃ风格字符串（Ｃ－style   character   string），而字符串字面值就是该类型的实例．

关于字符串字面值，一向对这个概念很模糊，好不容易搜到一篇资料加深理解：http://learn.akae.cn/media/ch08s04.html

 

2.string的输出输入：

 

从标准输入读取 string 并将读入的串存储在 s 中。string 类型的输入操作符：

 

• Reads and discards any leading whitespace (e.g., spaces, newlines, tabs)

  读取并忽略开头所有的空白字符（如空格，换行符，制表符）。

• It then reads characters until the next whitespace character is encountered

  读取字符直至再次遇到空白字符，读取终止。

注意：如果给定和上一个程序同样的输入，则输出的结果是"Hello World!"（注意到开头和结尾的空格），则屏幕上将输出"Hello"，而不含任何空格。

 

（问题：while (cin >> word)
             cout << word << endl;
string型遇到空白字符都会终止。但是上面这个循环，我输入空格的时候不会输出，输入换行符才会执行输出语句，这是为什么呢？

答：缓冲方式的输入,是系统来处理的,直到发生回车这样的输入或者缓冲区满,比如,当你输入个abcde fghij klmn只要你还没按回车,那么,实际上,你的程序没有接收到任何输入,这些输入都在系统缓冲区呢,与你的程序无关 。

）

这里补充关于缓冲区的知识，网上搜到的：http://www.examda.com/ncre2/cpp/jichu/20100815/082041550.html

原文如下：

 什么是缓冲区
　　缓冲区根据其对应的是输入设备还是输出设备，分为输入缓冲区和输出缓冲区。
　　为什么要引入缓冲区
　　我们为什么要引入缓冲区呢？
　　比如我们从磁盘里取信息，我们先把读出的数据放在缓冲区，计算机再直接从缓冲区中取数据，等缓冲区的数据取完后再去磁盘中读取，这样就可以减少磁盘的读写次数，再加上计算机对缓冲区的操作大大快于对磁盘的操作，故应用缓冲区可大大提高计算机的运行速度。
　　又比如，我们使用打印机打印文档，由于打印机的打印速度相对较慢，我们先把文档输出到打印机相应的缓冲区，打印机再自行逐步打印，这时我们的CPU可以处理别的事情。
　　现在您基本明白了吧，缓冲区就是一块内存区，它用在输入输出设备和CPU之间，用来缓存数据。它使得低速的输入输出设备和高速的CPU能够协调工作，避免低速的输入输出设备占用CPU，解放出CPU，使其能够高效率工作。
　　缓冲区的类型
　　缓冲区 分为三种类型：全缓冲、行缓冲和不带缓冲。
　　1、全缓冲
　　在这种情况下，当填满标准I/O缓存后才进行实际I/O操作。全缓冲的典型代表是对磁盘文件的读写。
　　2、行缓冲
　　在这种情况下，当在输入和输出中遇到换行符时，执行真正的I/O操作。这时，我们输入的字符先存放在缓冲区，等按下回车键换行时才进行实际的I/O操作。典型代表是键盘输入数据。
　　3、不带缓冲
　　也就是不进行缓冲，标准出错情况stderr是典型代表，这使得出错信息可以直接尽快地显示出来。
　　缓冲区的刷新
　　下列情况会引发缓冲区的刷新:
　　1、缓冲区满时；
　　2、执行flush语句；
　　3、执行endl语句；
　　4、关闭文件。
　　可见，缓冲区满或关闭文件时都会刷新缓冲区，进行真正的I/O操作。另外，在C++中，我们可以使用flush函数来刷新缓冲区（执行I/O操作并清空缓冲区），如：
　　cout<<flush; //将显存的内容立即输出到显示器上进行显示
　　endl控制符的作用是将光标移动到输出设备中下一行开头处，并且清空缓冲区。
　　cout<<endl;
　　相当于
　　cout<<”/n” <<flush;
　　通过实例演示说明
　　1、文件操作演示全缓冲
　　创建一个控制台工程，输入如下代码：
　　#include　<fstream>
　　using　namespace　std;
　　int　main()
　　{
　　//创建文件test.txt并打开
　　ofstream　outfile("test.txt");
　　//向test.txt文件中写入4096个字符’a’
　　for(int　n=0;n<4096;n++)
　　{
　　outfile<<’a’;
　　}
　　//暂停，按任意键继续
　　system("PAUSE");
　　//继续向test.txt文件中写入字符’b’，也就是说，第4097个字符是’b’
　　outfile<<’b’;
　　//暂停，按任意键继续
　　system("PAUSE");
　　return　0;
　　}

 

3.getline函数:

getline函数接受两个参数：一个输入流对象和一个 string 对象。getline 函数从输入流的下一行读取，并保存读取的内容到不包括换行符。和输入操作符不一样的是，getline 并不忽略行开头的换行符。只要 getline 遇到换行符，即便它是输入的第一个字符，getline 也将停止读入并返回。getline 函数将 istream 参数作为返回值
int main()
     {
         string line;
         // read line at time until end-of-file
         while (getline(cin, line))
             cout << line << endl;
         return 0;
     }

4.string::size_type型：

 

书上描述到：

string 类类型和许多其他库类型都定义了一些配套类型（companion type）。通过这些配套类型，库类型的使用就能与机器无关（machine-independent）。size_type 就是这些配套类型中的一种。它定义为与 unsigned 型（unsigned int 或 unsigned long）具有相同的含义，而且可以保证足够大能够存储任意 string 对象的长度。为了使用由 string 类型定义的 size_type 类型是由 string 类定义。

这句话怎么解释呢？看看神奇的百度知道上的答案吧：

size_type是为string类类型和vector类类型定义的类型，用以保存任意string对象或vector对象的长度，标准库类型将size_type定义为unsigned类型   string抽象意义是字符串， size（）的抽象意义是字符串的尺寸， string::size_type抽象意义是尺寸单位类型   string::size_type它在不同的机器上，长度是可以不同的，并非固定的长度。但只要你使用了这个类型，就使得你的程序适合这个机器。与实际机器匹配。   eg   string::size_type从本质上来说，是一个整型数。关键是由于机器的环境，它的长度有可能不同。 例如：我们在使用 string::find的函数的时候，它返回的类型就是 string::size_type类型。而当find找不到所要找的字符的时候，它返回的是 npos的值，这个值是与size_type相关的。假如，你是用 string s; int rc = s.find(.....); 然后判断，if ( rc == string::npos ) 这样在不同的机器平台上表现就不一样了。如果，你的平台的string::size_type的长度正好和int相匹配，那么这个判断会侥幸正确。但换成另外的平台，有可能 string::size_type的类型是64位长度的，那么判断就完全不正确了。 所以，正确的应该是： string::size_type rc = s.find(.....); 这个时候使用 if ( rc == string::npos )就回正确了。

这样就清楚了吧

 

为什么要使用size_type型呢？书上已经做出了解释了：

虽然我们不知道 string::size_type 的确切类型，但可以知道它是 unsigned 型。对于任意一种给定的数据类型，它的 unsigned 型所能表示的最大正数值比对应的 signed 型要大倍。这个事实表明 size_type 存储的 string 长度是 int 所能存储的两倍。

使用 int 变量的另一个问题是，有些机器上 int 变量的表示范围太小，甚至无法存储实际并不长的 string 对象。如在有 16 位 int 型的机器上，int 类型变量最大只能表示 32767 个字符的 string 个字符的 string 对象。而能容纳一个文件内容的 string 对象轻易就会超过这个数字。因此，为了避免溢出，保存一个 stirng 对象 size 的最安全的方法就是使用标准库类型 string::size_type。

 

 

5.string和字符串字面值的连接：

当进行 string 对象和字符串字面值混合连接操作时，+ 操作符的左右操作数必须至少有一个是 string 类型的：

string s5 = s1 + ", " + "world"; // ok: each + has string operand
string s6 = "hello" + ", " + s2; // error: can't add string literals

 

 

6.下标操作：

string 类型通过下标操作符（[ ]）来访问 string 对象中的单个字符。下标操作符需要取一个 size_type 类型的值，来标明要访问字符的位置。这个下标中的值通常被称为“下标”或“索引”。

下表操作可用作左值。

 

任何可产生整型值的表达式可用作下标操作符的索引。如：

str[someotherval * someval] = someval;(someotherval和someval为整型)

虽然任何整型数值都可作为索引，但索引的实际数据类型却是类型 unsigned 类型 string::size_type。

 

 

注意：使用 size_type 类型时，必须指出该类型是在哪里定义的。如：

vector<int>::size_type

 

7.string 对象中字符的处理:

适用于 string 对象的字符（或其他任何 char 值）。这些函数都在 cctype 头文件中定义。

 

8.关于vector:

vector的初始化：

如果 vector 保存内置类型（如 int 类型）的元素，那么标准库将用 0 值创建元素初始化式；
如果 vector 保存的是含有构造函数的类类型（如 string）的元素，标准库将用该类型的默认构造函数创建元素初始化式。

vector的下标操作 ：

注意：vector的下标操作不添加元素。如：

vector<int> ivec;   // 空的vector
     for (vector<int>::size_type ix = 0; ix != 10; ++ix)
         ivec[ix] = ix; // 错误: ivec没有元素
重点注意的一点是：
仅能对确知已存在的元素进行下标操作

试图获取不存在的元素必须产生运行时错误。和大多数同类错误一样，不能确保执行过程可以捕捉到这类错误，运行程序的结果是不确定的。由于取不存在的元素的结果标准没有定义，因而不同的编译器实现会导致不同的结果，但程序运行时几乎肯定会以某种有趣的方式失败。如：

 

vector<int> ivec;      // empty vector
     cout << ivec[0];       // Error: ivec has no elements!

  

vector<int> ivec2(10); // vector with 10 elements
     cout << ivec[10];      // Error: ivec has elements 0...9

 

 

9.const_iterator和const的iterator的区别：

使用 const_iterator 类型时，我们可以得到一个迭代器，它自身的值可以改变，但不能用来改变其所指向的元素的值。可以对迭代器进行自增以及使用解引用操作符来读取值，但不能对该元素赋值。

vector<int> nums(10);  // nums is nonconst
vector<int>::const_iterator cit = nums.begin();
     *cit = 1;               // 错误，不能改变其指向的值
     ++cit;                  // 正确，迭代器自身的值可以改变

而声明一个 const 迭代器时，必须初始化迭代器。一旦被初始化后，就不能改变它的值。

vector<int> nums(10);  // nums is nonconst
     const vector<int>::iterator cit = nums.begin();
     *cit = 1;               // 正确，可以改变其指向的值

     ++cit;                  // 错误，迭代器自身的值不能改变

 

10.迭代器支持的算术操作：

iter+n/iter-n

加上或减去的值的类型应该是 vector 的 size_type 或 difference_type 类型

 

iter1-iter2 

该表达式用来计算两个迭代器对象的距离，该距离是名为 difference_type 的 signed 类型 size_type 的值，这里的 difference_type 是 signed 类型，因为减法运算可能产生负数的结果。该类型可以保证足够大以存储任何两个迭代器对象间的距离。iter1 与 iter2 两者必须都指向同一 vector 中的元素，或者指向 vector 末端之后的下一个元素。

 

迭代器不支持两个迭代器相加的算术操作：

iter1+iter2  //error

 

使用迭代器要注意的问题是：

任何改变 vector 长度的操作都会使已存在的迭代器失效。例如，在调用 push_back 之后，就不能再信赖指向 vector 的迭代器的值了。

 

11.bitset

对于bitset概念不是很熟，抄下书上的概念总结如下：

类似于 vector，bitset 类是一种类模板；而与 vector 不一样的是 bitset 类型对象的区别仅在其长度而不在其类型。在定义 bitset 时，要明确 bitset 含有多少位，须在尖括号内给出它的长度值：

bitset<32> bitvec; // 32 bits, all zero

 

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，则其余的高阶位将置为 0；如果 bitset 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 bistset 类型长度的高阶位将被丢弃。

 

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（from right to left）：

     string strval("1100");
     bitset<32> bitvec4(strval);

  bitvec4 的位模式中第 2 和 3 的位置为 1，其余位置都为 0。如果 string 对象的字符个数小于 bitset 类型的长度，则高阶位置为 0。

注意：

string 对象和 bitsets 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。

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 类型定义在 cstddef 头文件中，该文件是 C 标准库的头文件 stddef.h 的 C++ 版本。它是一个与机器相关的 unsigned 类型，其大小足以保证存储内在中对象的大小。