• 【c++ primer 笔记】第9章 顺序容器


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    本专栏主要是对c++ primer这本圣经的总结,以及每章的相关笔记。目前正在复习这本书。同时希望能够帮助大家一起,学完这本书。 本文主要讲解第9章 顺序容器

    ❄️9.1 顺序容器概述

    • 顺序容器(sequential container):为程序员提供了控制元素存储和访问顺序的能力。这种顺序不依赖于元素的值,而是与元素加入容器时的位置相对应。
    • 顺序容器都提供了快速顺序访问元素的能力。
    • 所有容器都提供高效的动态内存管理

    顺序容器类型

    容器类型介绍
    vector可变大小数组。支持快速随机访问在尾部插入/删除速度快
    deque双端队列。支持快速随机访问。在头尾位置插入/删除速度很快。
    list双向链表只支持双向顺序访问。在list中任何位置进行插入/删除操作速度都很快。
    forward_list单向链表只支持单向顺序访问。在链表任何位置进行插入/删除操作速度都很快。
    array固定大小数组。支持快速随机访问。不能添加或者删除元素。
    stringvector相似的容器,但专门用于保存字符。随机访问快。在尾部插入/删除速度快。
    • vector\deque\string\array 都是顺序存储结构。 list 是链式存储结构。但是他们都是顺序容器
    • farward_list 没有 size 操作
    • array 是一种比内置数组更好的类型。
    • list 的额外内存开销相比其他大很多。

    容器的选择

    • 通常使用vector是最好的选择,除非你有很好的理由选择其他容器。
    • 如果有很多小的元素空间开销很重要,不用 list
    • 如果需要在中间位置插入/删除,用 list或forward_list
    • 如果需要在头尾位置插入/删除,用 deque
    • 如果需要随机访问,用 vector 或 deque
    • 如果需要在中间位置插入,而后随机访问:
      • 如果可以通过排序解决,就像插到尾部,而后排序
      • 在输入阶段用 list ,输入完成后拷贝到 vector 中

    ❄️9.2 容器库概述

    '类型别名'
    iterator
    const_iterator
    value_type           // 容器元素类型。定义方式: vector::value_type
    reference            // 元素类型的引用。定义方式: vector::reference
    const_reference      // 元素的 const 左值类型
    size_type
    difference_type     //带符号整形,保存俩个迭代器之间的距离
    
    '构造函数'-'三种通用的构造函数:同类拷贝、迭代器范围初始化、列表初始化'
    C c1(c2);            // 拷贝构造函数,容器类型与元素类型必须都相同
    C c1(c2.begin(),c2.end());   // 要求两种元素类型可以转换即可。
    C c1{a,b,c,...};    // 使用初始化列表,容器的大小与初始化列表一样大
    
    C c(n);             // 这两种接受大小参数的初始化方式只有顺序容器能用,且 string 无法使用
    C c(n,t);
    
    '赋值与swap'
    c1 = c2;
    c1 = {a,b,c,....}
    a.swap(b);
    swap(a, b);         // 两种 swap 等价
    
    '大小'
    c.size();
    c.max_size();       // c 可以保存的最大元素数目,是整个内存层面的容量,不是已分配内存。不同于 caplity, caplity 只能用于 vector,queue,string
    c.empty();
    
    '添加/删除元素(不适用于array)'
    c.insert(args);    // 将 args 中的元素拷贝进 c
    c.emplace(inits);  // 使用 inits 构造 c 中的一个元素
    c.erase(args);     // 删除指定的元素
    c.clear();
    
    '关系运算符'
    ==; !=; <; <=; >; >=   // 所有容器都支持相等和不等运算符。无序关联容器不支持大于小于运算符。
    
    '获取迭代器'
    c.begin(); c.end(); 
    c.cbegin(); c.cend();  // 返回 const_iterator
    
    '反向容器的额外成员'
    reverse_iterator       // 逆序迭代器,这是一个和 iterator 不同的类型
    const_reverse_iterator 
    c.rbegin();c.rend();
    c.crbegin();c.crend();
    
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    ⛄️9.2.1 迭代器

    • 迭代器范围是左闭右开,[begin(), end())
    • begin()指向容器的第一个元素end()指向容器最后元素的下一位,当begin() == end()则容器为空。
    • 所有迭代器都可以递增,forward_list 不可以递减
    vector<int>::iterator iter = vec.begin();   // 准确定义迭代器的方式。
    
    'c++11新特性'
    auto iter = vec.begin();
    
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    ⛄️9.2.3 begin 和 end 成员

    c.begin(); c.end();    // 返回 iterator
    c.cbegin(); c.cend();  // 返回 const_iterator
    c.rbegin();c.rend();   //反向迭代器,返回reverse_iterator
    c.crbegin();c.crend(); //返回const_reverse_iterator
    
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    当不需要写访问时应该使用cbegin()cend()

    ⛄️9.2.4 容器定义和初始化

    操作解释
    C c;默认构造函数,构造空容器
    C c1(c2);C c1 = c2;构造c2的拷贝c1
    C c(b, e)构造c,将迭代器be指定范围内的所有元素拷贝到c
    C c(a, b, c...)C c = {a, b, c}列表初始化c
    C c(n)只支持顺序容器,且不包括array,包含n个元素,这些元素进行了值初始化
    C c(n, t)包含n个初始值为t的元素

    将一个容器初始化为另一个容器的拷贝有俩种方法

    1. 直接拷贝整个容器
    2. 拷贝由一个迭代器对指定的元素范围
    list<string> authors = {"hello", "world", "xdn"}
    vector<const char*> articles = {"a", "an", "the"};
    
    list<string> list2(authors)   //正确类型匹配
    deque<string> de(authors)     //错误,容器类型不匹配
    vector<string> word(articles) //错误,元素类型不匹配
    list<string> words(articles.begin(), articles.end());  // 正确, const char* 类型可以转换成 string类型
    
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    注意

    • 直接拷贝整个容器,要求俩个容器的类型以及元素的类型必须匹配
    • 拷贝迭代器范围,不要求俩个容器的类型以及元素的类型必须匹配,只要元素可以进行转换就可以

    array 初始化

    • 定义array既要指定元素类型,还要指定容器大小
    array<int,42>;              // 定义一个有42个int 的数组
    array<int,42>::size_type;   // 定义数组类型也需要包括元素类型和大小
    
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    • 只有顺序容器的构造函数才接受大小参数,关联容器并不支持。

    • array具有固定大小

    • 和其他容器不同,默认构造的array是非空的

    • array 不支持普通容器的构造函数

    • array 列表初始化时,列表元素个数小于等于 array 大小,剩余元素默认初始化为 0

    • array 只能默认初始化或列表初始化,如果定义的数组很大并且需要初始化,可以先默认初始化然后用 fill 函数填充值。

    array赋值

    • 不能对内置数组拷贝或赋值,但是 array 可以。
    • 使用一个 array 对另一个 array 赋值,需要两个array 元素类型与大小都相同。
    • 不能用花括号列表对 array 赋值(只可以初始化)
    • 要求俩个array的元素类型和大小都要一样
    '数组'
    int digs[10] = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}
    int copy[10] = digs;    //错误,内置数组不支持拷贝或赋值
    
    'array'
    array<int, 10> ar = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
    array<int, 10> br = ar; //正确,只要数组类型匹配即可
    
    br = {0};                //错误,只能用花括号初始化,不能赋值
    
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    ⛄️9.2.5 赋值和swap

    • 下面操作适用于所有容器。除array外
    • array 类型不支持assign操作,也不允许用花括号的值列表进行赋值,只能进行初始化。
    • 对容器使用赋值运算符(除 array 外),将会使该容器的所有元素被替换。如果两个容器大小不等,赋值后都与右边容器的原大小相同。
    操作解释
    c1 = c2;c1中的元素替换成c2中的元素
    c1 = {a, b, c...}c1中的元素替换成列表中的元素(不适用于array
    c1.swap(c2)交换c1c2的元素
    swap(c1, c2)等价于c1.swap(c2)
    c.assign(b, e)c中的元素替换成迭代器be表示范围中的元素,be不能指向c中的元素
    c.assign(il)c中的元素替换成初始化列表il中的元素
    c.assign(n, r)c中的元素替换为n个值是t的元素

    使用assign(仅顺序容器)

    • assign 是赋值操作,可以用于顺序容器
    • “=” 要求两边类型相同, assign 要求只要可以转换即可
    lst.assign(vec.begin(), vec.end()); // 使用迭代器范围赋值
    lst.assign(il);                     // il是一个花括号包围的元素值列表
    lst.assign(n, t);                   // 将 lst 的元素替换为 n 个 t
    '操作等价于'
    lst.clear();
    lst.insert(lst.begin(), n, t);
    
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    swap

    • array ,swap 交换两个 array 中的元素值指针、引用和迭代器绑定的元素不变(值变)。
    • 对于其他容器,swap 不交换元素,只交换数据结构,因此 swap 操作非常快。
    • 对于 string,swap 后,指针、引用和迭代器会失效。对于其他容器,交换后指针指向了另一个容器的相同位置。迭代器并不失效
    • 统一使用 swap(a,b),而非 a.swap(b)
    • 对于 array,swap 操作的时间与元素数目成正比,对于其他容器,swap 操作的时间是常数。

    ⛄️9.2.6 容器大小操作

    操作解释
    c.size()c中元素的数目(不支持forward_list
    c.max_size()c中可保存的最大元素数目
    c.empty()c中存储了元素,返回false,否则返回true
    • 所有的容器都支持上面操作,只有forword_list没有size()操作

    俩个容器内的元素进行比较需要保证俩点

    1. 俩个容器必须是相同类型的容器,并且保存相同类型的元素
    2. 元素类型要支持关系运算符(例如你随便定义一个类类型,如果里面没有重载关系运算符,那么你这俩个类类型,不能进行比较)

    ❄️9.3 顺序容器操作

    ⛄️9.3.1 向顺序容器添加元素

    • 注意向 vector、string 或 deque 插入元素会使所有指向容器的迭代器、引用和指针失效。
    • 添加的都是元素的拷贝,不是元素本身。
    • 头尾添加返回 void,中间添加返回指向新添加元素的迭代器
    操作解释
    c.push_back(t)c尾部创建一个值为t的元素,返回void
    c.emplace_back(args)同上
    c.push_front(t)c头部创建一个值为t的元素,返回void
    c.emplace_front(args)同上
    c.insert(p, t)在迭代器p指向的元素之前创建一个值是t的元素,返回指向新元素的迭代器
    c.emplace(p, args)同上
    c.insert(p, n, t)在迭代器p指向的元素之前插入n个值为t的元素,返回指向第一个新元素的迭代器;如果n是0,则返回p
    c.insert(p, b, e)将迭代器be范围内的元素,插入到p指向的元素之前;如果范围为空,则返回p
    c.insert(p, il)il是一个花括号包围中的元素值列表,将其插入到p指向的元素之前;如果il是空,则返回p
    • 因为这些操作会改变大小,因此不适用于array

    push

    • vector 和 string 不支持 push_frontemplace_front
    • forward_list 不支持 push_backemplace_back
    • forward_list有自己专有版本的insert和emplace。
    c.push_back(t);   // 尾部添加一个 t
    c.push_front(t);  // 头部添加一个 t
    
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    insert

    • insert 返回值是指向添加的元素中第一个元素的迭代器
    • inset 是在迭代器指向的位置之前插入一个值
    • emplace 函数在容器中直接构造元素,传递给emplace函数的参数必须与元素类型的构造函数相匹配,因此一般可以为空(默认初始化)。

    emplace(c++ 11)

    • 新标准引入三个新成员- emplace_front, emplace_back, emplace
    • 当调用push 或insert成员函数时,是将元素拷贝到容器中,而emplace 则将参数传递给元素类型的构造对象
    • emplace 返回值是指向添加元素的迭代器
    c.emplace_back(args);  // 在尾部添加一个由 args 构建的元素
    c.emplace_front(args); // 在头部添加一个由 args 构建的元素
    c.emplace(p,args);     // 在迭代器 p 所指元素之前添加一个由 args 构建的元素
    
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    ⛄️9.3.2 访问元素

    • 访问元素要确保容器非空,不然会出现错误
    • at和下标操作只适用于string、vector、deque、array。
    操作解释
    c.back()返回c中尾元素的引用。若c为空,函数行为未定义
    c.front()返回c中头元素的引用。若c为空,函数行为未定义
    c[n]返回c中下标是n的元素的引用,n时候一个无符号证书。若n>=c.size(),则函数行为未定义
    c.at(n)返回下标为n的元素引用。如果下标越界,则抛出out_of_range异常

    begin/end

    • begin()/end() 返回迭代器

    front/back

    • front()/back() 返回元素的引用,可以对元素进行修改
    c.front();
    c.back();   //返回的是尾元素的引用(注意不同于尾后迭代器)
    
    
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    at

    • at返回下标为 n 的元素的引用
    • at可以快速随机访问的容器都可以使用下标。
    • 使用下标一定要保证下标不越界,可以用 at 函数。当下标越界,at 函数会抛出一个 out_of_range 异常
    c[n]
    c.at(n);   //返回下标为 n 的元素的引用
    
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    auto 获得引用

    • 如果要通过 auto 获得元素的引用,定义时一定要记得加上引用符号
    c.front() = 42;        //将42赋予c中的第一个元素
    auto &v = c.back();    //获取指向最后一个元素的引用
    v = 1024;              //通过引用可以改变元素的值
    
    auto v2 = c.back();    //v2不是一个引用,它是c.back()的一个拷贝
    v2 = 0;                //未改变c中的元素
    
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    理解

    1. c.front() 返回的是引用,因此可以通过 c.front() = 32; 来给 c 的首元素赋值。
    2. auto b = c.front()得到的 b 是等号右端元素的拷贝,不是引用

    ⛄️9.3.3 删除元素

    • 头尾删除返回 void,特定位置删除返回被删除元素之后元素的迭代器
    • vector/string 不支持 pop_frontforward_list 不支持 pop_back。
    • forward_list 有自己特殊版本的 erase。
    操作解释
    c.pop_back()删除c中尾元素,若c为空,则函数行为未定义。函数返回void
    c.pop_front()删除c中首元素,若c为空,则函数行为未定义。函数返回void
    c.erase(p)删除迭代器p指向的元素,返回一个指向被删除元素之后的元素的迭代器,若p本身是尾后迭代器,则函数行为未定义
    c.erase(b, e)删除迭代器be范围内的元素,返回指向最后一个被删元素之后元素的迭代器,若e本身就是尾后迭代器,则返回尾后迭代器
    c.clear()删除c中所有元素,返回void
    • 删除迭代器所指定的元素,返回一个指向被删除元素之后元素的迭代器

    删除多个元素

    c.clear();
    c.erase(c.begin(), c.end());  // 和 c.clear() 等价
    
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    总结

    • 删除之前要确保元素存在
    • 删除 deque 种除首尾之外的任何元素都会使所有迭代器、引用和指针失效。
    • 删除 vector 或 string 中的元素会使指向删除点之后位置的迭代器、引用和指针失效。
    • 删除 list 中的元素不会影响指向其他位置的迭代器、引用、指针。

    ⛄️9.3.4 特殊的forward_list操作

    • forward_list单向链表,添加和删除操作都会同时改变前驱和后继结点,因此一般的添加和删除都不适用于 forward_list
    • forward_list定义了before_begin,即首前(off-the-begining)迭代器,允许我们再在首元素之前添加或删除元素。
    操作解释
    lst.before_begin()返回指向链表首元素之前不存在的元素的迭代器,此迭代器不能解引用。
    lst.cbefore_begin()同上,但是返回的是常量迭代器。
    lst.insert_after(p, t)在迭代器p之后插入元素。t是一个对象
    lst.insert_after(p, n, t)在迭代器p之后插入元素。t是一个对象,n是数量。若n是0则函数行为未定义
    lst.insert_after(p, b, e)在迭代器p之后插入元素。由迭代器be指定范围。
    lst.insert_after(p, il)在迭代器p之后插入元素。由il指定初始化列表。
    emplace_after(p, args)使用argsp之后的位置,创建一个元素,返回一个指向这个新元素的迭代器。若p为尾后迭代器,则函数行为未定义。
    lst.erase_after(p)删除p指向位置之后的元素,返回一个指向被删元素之后的元素的迭代器,若p指向lst的尾元素或者是一个尾后迭代器,则函数行为未定义。
    lst.erase_after(b, e)类似上面,删除对象换成从be指定的范围。
    • inster_after在迭代器p之后的位置上插入元素,返回的是一个指向最后一个插入元素的迭代器

    ⛄️9.3.5 改变容器大小

    • resize() 用来增大或缩小容器。
    • 如果要求的大小小于当前大小尾部会被删除,如果要求的大小大于当前大小,会把新元素添加到尾部
    操作解释
    c.resize(n)调整c的大小为n个元素,若n,则多出的元素被丢弃。若必须添加新元素,对新元素进行值初始化
    c.resize(n, t)调整c的大小为n个元素,任何新添加的元素都初始化为值t
    • resize函数接收可选参数,用来初始化添加到容器中的元素,如果未提供此参数,新元素会值初始化。
    • 假如容器保存的是类类型,且resize向容器添加元素,我们必须提供初始值,或者元素类型必须提供默认构造函数

    总结

    • 对于往容器插入元素(insert()),在迭代器p指向的元素之前,插入一个元素,返回指向新元素的迭代器
    • 对于往容器删除元素(erase()),删除迭代器p所指向的元素,返回一个指向删除元素之后的元素的迭代器
    • 对于forward_list插入操作(insert_after()),在迭代器p之后插入元素,返回一个指向最后一个插入元素的迭代器。
    • 对于forward_list删除操作(erase_after()), 删除迭代器p之后的元素,返回一个指向被删除元素之后元素的迭代器
    • 值初始化:对于容器而言,可以只提供元素个数而省略初始值,此时库会创建一个值初始化元素初值,并把它赋给容器中的所有元素。这个值初始化有容器当中元素类型决定(例如int,容器自动初始化为0,string容器自动初始化为空字符串)

    ⛄️9.3.6 容器操作可能使迭代器失效

    • 添加和删除元素都可能使指针、引用、迭代器失效。使用失效的指针、引用、迭代器是很严重的错误。

    • 在向容器添加元素后:

      • 如果容器是vectorstring,且存储空间被重新分配,则指向容器的迭代器、指针、引用都会失效。
      • 对于deque,插入到除首尾位置之外的任何位置都会导致指向容器的迭代器、指针、引用失效。如果在首尾位置添加元素,迭代器会失效,但指向存在元素的引用和指针不会失效。
      • 对于listforward_list,指向容器的迭代器、指针和引用依然有效。
    • 在从一个容器中删除元素后:

      • 对于listforward_list,指向容器其他位置的迭代器、引用和指针仍然有效。
      • 对于deque,如果在首尾之外的任何位置删除元素,那么指向被删除元素外其他元素的迭代器、指针、引用都会失效;如果是删除deque的尾元素,则尾后迭代器会失效,但其他不受影响;如果删除的是deque的头元素,这些也不会受影响。
      • 对于vectorstring,指向被删元素之前的迭代器、引用、指针仍然有效。

    编写改变容器的循环程序

    • 必须保证每次改变容器后都更新迭代器。
    • insert 和 erase 都会返回迭代器,更新很容易。调用 erase 后,不需要递增迭代器,调用 insert 后,需要递增两次。

    不要保存 end() 返回的迭代器

    • push、pop、首尾 emplace 操作都没有返回值,但是都会改变尾后迭代器,因此不能保存 end() 返回值。
    • for 循环判断条件中的 end() 每轮都会重新获取迭代器进行判断,因此不用担心(也因此速度会略慢,当不改变容器大小时,采用下标更快)

    ❄️9.4 vector对象是如何增长的

    • vectorstring在内存中是连续存储的,为了避免每添加一个元素就要重新分配一次空间,在每次获取新的内存空间时,vector和string通常会分配比新空间需求更大的内存空间。容器预留这些空间作为备用,可以保存新的元素。
    • 虽然每次重新分配需要移动所有元素,但是其扩张操作通常比list和deque快

    管理容量的成员函数

    操作解释
    c.shrink_to_fit()capacity()减少到和size()相同大小
    c.capacity()不重新分配内存空间的话,c可以保存多少个元素
    c.reverse(n)分配至少能容纳n个元素的内存空间
    • shrink_to_fit只适用于vector、string和deque
    • capacity和reverse只适用于vector和string

    注意

    • c.reserve(n) 不会减小容量,只会增大容量,当需求容量大于当前容量,才会分配内存,否则什么都不做。
    • c.resize(), 只改变容器中元素的数目,并不改变容器的容量
    • c.shrink_to_fit() 只是一个请求,实现时标准库可能会不执行。

    capacity和size

    • capacity表示不分配新的内存空间前提下它最多保存多少元素
    • size是指它已经保存元素的数目。

    ❄️9.5 额外的string操作

    • 除了与顺序容器共同的操作之外,string提供了一些额外的操作。主要用于c风格字符串下标访问,允许用下标代替迭代器。

    ⛄️9.5.1 构造string的其他方法

    操作解释
    string s(cp, n)scp指向的数组中前n个字符的拷贝,此数组
    string s(s2, pos2)sstring s2从下标pos2开始的字符的拷贝。若pos2 > s2.size(),则构造函数的行为未定义。
    string s(s2, pos2, len2)sstring s2从下标pos2开始的len2个字符的拷贝。
    • string 的构造函数可以接受一个 string 或 const char* 参数用来指定开始位置,然后接受一个计数值用来指定范围。
    • 当用const char *创建string时,指针指向的数组必须是以空字符串结尾,拷贝操作遇到空字符串时停止。
    • 如果传递的是string对象,那么可以提供一个可选位置和一个计数值
    • 如果传递的是数组对象,那么如果传递了数组,并且加上计数值,那么数组就不需要以空字符串结尾,否则没有计数值的话,会出现未定义错误。
    const char *cp = "hello world!!!"   //以空字符串结束的数组
    char a[] = {'H', 'W'};             //不是以空字符串结束的数组
    
    string s1(cp);        //正确,一空字符串结尾
    string s2(a);         //错误,不是空字符串结尾,而且也没有提供计数值
    string s3(a, 2);      //正确
    
    string s4(cp + 6, 5)  //正确,从cp[6]开始拷贝,拷贝85个字符
    string s5(s1, 6, 5)   //正确,对象时string,从下标6的位置开始,拷贝5个字符   
    
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    substr

    • s.substr(pos,n) 返回 s 的一部分或全部拷贝,范围由参数指定。
    操作解释
    s.substr(pos, n)返回一个string,包含s中从pos开始的n个字符的拷贝。pos的默认值是0,n的默认值是s.size() - pos,即拷贝从pos开始的所有字符。
    string s2 = s1.substr(0,5);  // 返回从下标 0 开始,长度为 5 的子序列
    string s2 = s1.substr(6);    // 返回从下标 6 开始到最后的子序列
    
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    总结

    • 所有的拷贝或者substr有四种情况:
      1. 括号中俩个参数(p, n),p + n没有超过string大小,分别是从下标p位置,拷贝n个字符
      2. 括号中俩个参数(p, n),p + n超过string大小,此时会拷贝到字符尾部
      3. 括号中一个参数(p),从下标p的位置,一直拷贝到最后
      4. 括号中一个参数,但是该参数超过了string的值,此时会抛出异常

    ⛄️9.5.2 改变string的其他方法

    string 支持顺序容器的 assign、insert、erase 操作,此外还增加了两个额外的操作

    1. 接受下标版本的 insert 和 erase
    2. 接受 C 风格字符数组的 insert 和 assign
    3. append 和 replace 函数
    操作解释
    s.insert(pos, args)pos之前插入args指定的字符。pos可以使是下标或者迭代器。接受下标的版本返回指向s的引用;接受迭代器的版本返回指向第一个插入字符的迭代器。
    s.erase(pos, len)删除从pos开始的len个字符,如果len被省略,则删除后面所有字符,返回指向s的引用。
    s.assign(args)s中的字符替换成args指定的字符。返回一个指向s的引用。
    s.append(args)args指定的字符追加到s,返回一个指向s的引用。
    s.replace(range, args)删除s中范围range中的字符,替换成args指定的字符。返回一个指向s的引用。

    接受下标的 insert 和 erase

    • insert 和 erase 接受下标的版本返回的是一个指向 s 的引用(区别于迭代器版本返回指向第一个插入字符的迭代器)
    • insert 的所有版本都是第一部分参数为 pos,后面的参数为待插入的字符
    • erase 的所有版本的参数都是 pos,pos 分为 起始位置 和 终止位置/长度
    s.insert(s.size(), 5, '!');       // 在 s 末尾(s[s.size()]之前)插入 5 个感叹号,注意实际上不存在 s[s.size()];
    s.insert(0, s2, 3, s2.size()-3);  // 在 s[0] 之前插入 s2 第四个字符开始的 s2.size()-3 个字符
    s.erase(s.size()-5, 5);           // 从 s 删除最后 5 个字符
    
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    接受 C 风格字符数组的 insert 和 assign

    • assign 的所有版本的参数都是要赋的值,由 起始位置 + 终止位置/长度 组成
    • replace 的所有版本的参数都是第一部分参数为要删除的范围,第二部分为要插入的字符。
    const char* cp = "stately,plump Buck";
    s.assign(cp, 7);             // 用从 cp 开始的前 7 个字符向 s 赋值
    s.insert(s.size(), cp+7);    // 将从 cp+7 开始到 cp 末尾的字符插入到 s 末尾
    
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    append 和 replace

    • append:在 string 末尾进行插入操作。
    • replace:等价于调用 erase 和 insert 操作。
    s.append(" 4th Ed.");        // 等价于 s.insert(s.size()," 4th Ed.");
    
    s.erase(11, 3);
    s.insert(11, "5th")        //等价于
    s.replace(11, 3, "5th");   // 从下标 11 开始,删除三个字符并插入 3 个新字符
    
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    ⛄️9.5.3 string搜索操作

    • string类提供了6个不同的搜索函数,每个函数都有4个重载版本。
    • 每个搜索操作都返回一个string::size_type值,表示匹配发生位置的下标。如果搜索失败则返回一个名为string::npos的static成员(类型是string::size_type,初始化值是-1,也就是string最大的可能大小)。

    注意

    • findrfind 查找的是给定的整个 args,而剩下的查找的是给定的 args 中包含的任意一个字符
    s.find(args);               // 查找 s 中 args 第一次出现的位置
    s.rfind(args);              // 查找 s 中 args 最后一次出现的位置
    s.find_first_of(args);      // 查找 s 中 args 的任意一个字符第一次出现的位置
    s.find_last_of(args);       // 查找 s 中 args 的任意一个字符最后一次出现的位置
    s.find_first_not_of(args);  // 查找 s 中第一个不在 args 中的字符
    s.find_last_not_of(args);   // 查找 s 中最后一个不在 args 中的字符
    
    'args为以下形式'
    c,pos         // 字符,pos 为搜索开始位置(	从s中位置pos开始查找字符c。pos默认是0)
    s2,pos       // 字符串(	从s中位置pos开始查找字符串s。pos默认是0)
    cp,pos       // 以空字符结尾的 c 风格字符串(从s中位置pos开始查找指针cp指向的以空字符结尾的C风格字符串。pos默认是0)
    cp,pos,n     // c 风格字符串的前 n 个字符(	从s中位置pos开始查找指针cp指向的前n个字符。pos和n无默认值。)
    
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    使用 pos 循环查找所有 str 包含的字符的位置

    string::size_type pos = 0;
    while((pos=s.find_first_of(str,pos)) != string::npos ){
        cout << pos << endl;
        ++pos;}
    
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    ⛄️9.5.4 compare 函数

    • 逻辑类似于C标准库的strcmp函数,根据s是等于、大于还是小于参数指定的字符串
    • 俩个string对象比较或者一个string对象一个字符数组, 可以比较整体或一部分字符串
    • s.compare返回0、正数或负数
    int cmp = s.compare(s2);
    int cmp = s.compare(pos1,n1,s2);          // 将 s 中 pos1 开始的前 n1 个字符与 s2 比较
    int cmp = s.compare(pos1,n1,s2,pos2,n2);  // 将 s 中 pos1 开始的前 n1 个字符与 s2 中从 pos2 开始的 n2 个字符进行比较
    int cmp = s.compare(cp)                   // 将 s 与 cp 指向的字符数组比较
    int cmp = s.compare(pos1,n1,cp);
    int cmp = s.compare(pos1,n1,cp,n2);
    
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    ⛄️9.5.5 数值转换

    转换解释
    to_string(val)一组重载函数,返回数值valstring表示。val可以使任何算术类型。对每个浮点类型和int或更大的整型,都有相应版本的to_string()。和往常一样,小整型会被提升。
    stoi(s, p, b)返回s起始子串(表示整数内容)的数值,ps中第一个非数值字符的下标,默认是0,b是转换所用的基数。返回int
    stol(s, p, b)返回long
    stoul(s, p, b)返回unsigned long
    stoll(s, p, b)返回long long
    stoull(s, p, b)返回unsigned long long
    stof(s, p)返回s起始子串(表示浮点数内容)的数值,ps中第一个非数值字符的下标,默认是0。返回float
    stod(s, p)返回double
    stold(s, p)返回long double

    例子

    string s2 = "pi = 3.14";
    double d = stod(s2.substr(s2.find_first_of("+-.0123456789")));
    // 先使用查询方法找出第一个数值字符(因为+ - . 0 1 2在s2中都不存在,所以继续找下一个为3,此时3在s2中是下标为5的位置),返回5,就变成了stod(s2.substr(5)),将字符串从下标为5的位置一直到结束,转换成double类型
    
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    ❄️9.6 容器适配器

    • 标准库定义了三个顺序容器适配器:stack、queue、priority_queue
    • 容器,函数,迭代器都有适配器
    • 适配器是一种机制,是某种事物的行为看起来像另一种事物。

    适配器的通用操作和类型

    size_type;
    value_type;
    container_type;  // 实现适配器的底层容器类型。
    
    A a;             //创建一个名为a的空适配器
    A a(c)           //创建一个名为a的适配器,带有容器c的一个拷贝
    关系运算符        //每个适配器都支持所有关系运算符:==、!=、<、 <=、>、>=这些运算符返回底层容器的比较结果
    a.empty()       //若a包含任何元素,返回false;否则返回true
    a.size()        //返回a中的元素数目
    swap(a, b)      //交换a和b的内容,a和b必须有相同类型,包括底层容器类型也必须相同
    a.swap(b)       //同上
    
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    • 所有适配器要求容器具有添加和删除元素的能力,因此array不能当适配器

    初始化操作

    • 默认情况下,stack 和 queue 是基于 deque 实现的, priority_queue 是在 vector 之上实现的。

    • 因此可以直接用一个 deque 来初始化 stack 和 queue。注意:是直接使用容器对象,不是使用迭代器表示的范围。

    • priority_queue 不能使用无序的 vector 初始化。

    deque<int> deq;
    stack<int> sta(deq);  // 用 deq 初始化 sta
    
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    如果要使用其他顺序容器实现适配器,要在创建适配器时用一个顺序容器作为第二个类型参数。

    stack<int, vector<int>> sta;  // 定义基于 vector 实现的 stack
    
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    总结

    • stack 可以构造于 vector, list, deque 之上。
    • queue 可以构造于 list, deque 之上。
    • priority_queue 可以构造于 vector、deque 之上。

    栈适配器:stack

    s.pop();
    s.push(item);
    s.emplace(args);  // 由 args 构造元素并压入栈顶
    s.top();
    s.size();
    s.empty();
    swap(s, s2); s.swap(s2);
    
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    队列适配器:queue

    q.pop();          // 删除 queue 的首元素
    q.push(item);     // 在 queue 末尾插入一个元素
    q.emplace(args);  // 构造元素
    
    q.front();        // 返回首元素
    q.back();         // 返回尾元素。
    
    q.size();
    q.empty();
    swap(q,q2);q.swap(q2);
    
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    • queue 为先进先出队列。
    • queue 和 priority_queue 都定义在头文件 queue 中。

    优先队列:priority_queue

    • 创建 stack, queue, priority_queue 时都可以用一个顺序容器作为第二个类型参数,此外创建 priority_quque 时还可以额外传递第三个参数:一个函数对象来决定如何对 priority_queue 中的元素进行排序。

    大根堆和小根堆

    • priority_queue 默认采用的是 less ,默认情况下 q.top() 是最大的元素,即大根堆。
     priority_queue <int> q;      // 默认采用 vector 作为容器,采用 less 比较元素,是大根堆
     priority_queue <int, vector<int>, greater<int> > q;  // 采用 greater 比较元素,生成小根堆
    
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    其他操作:

    q.pop();          // 删除 priority_queue 的最高优先级元素
    q.push(item);     // 在 priority_queue 适当的位置插入一个元素
    q.emplace(args);  // 构造元素
    q.top();          // 返回最高优先级元素
    q.size();
    q.empty();
    swap(q, q2); q.swap(q2);
    
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    • priority_queue 为元素建立优先级。新加入的元素排在所有优先级比它低的元素之前。priority_queue 元素可以重复
    • priority_queue 不能使用无序的 vector 初始化。
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