C++ string vector and iterator

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string标准库

string是标准库的一部分，提供了可变长的字符串，使用时需要包含`string头文件。

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#include <string>
using std::string;

string对象的初始化

  1. 默认初始化，就是简单的声明。

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    string s1;

  2. 拷贝初始化，使用等号就是拷贝初始化

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string s2(s1);
string s3("value");
string s4(10, 'c');
  1. 直接初始化，不使用等号的初始化。
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string s2 = s1;
string s3 = "value";

当初始值只有一个的时候，使用直接初始化或者拷贝初始化都行，但是当初始化用到的值有多个时，只能使用直接初始化的方式。

string对象的操作

  1. 读写
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string s;
cin >> s;   //从遇到的第一个非空白符开始读入，遇到空白符就停止，且不会读入这个空白符
cout << s;
getline(cin, s);    //遇到换行符停止，读入换行符，但是不会将换行符写入s，并且遇到的第一个换行符就算。
  1. string的大小
    empty()返回string是否为空，
    size()返回string的长度。
  2. string::size_type
    size返回一个无符号类型string::size_type的值，能够容纳放下任何string对象的大小。
  3. 比较string对象
    如果两个不同长度的string，如果短的string和长的string的共同部分完全一样，短的小。
    如果两个string对象在某些位置上的字符不一样，按照字典序排大小，字典序在前的小。
  4. string赋值
    直接赋值字符串常量，
    给字符串赋值字符串对象
  5. string相加
  6. 字面值和string对象相加
    加号两边至少有一个对象是string对象

string对象中字符的处理

标准库cctype提供了操作string中字符的函数。

范围for(range for)语句

  1. 输出每个字符的值
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for( auto c: str)
    cout << c << endl;
  1. 修改每个字符的值，加上引用
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for( auto & c: str)
    c = toupper(c);

[]下标运算符

  1. 迭代访问每个元素

vector

vector表示对象的集合，所有的对象类型都相同，因为vector容纳着其他对象，所以vector也叫容器。
vecotr在头文件vector中，使用前需要包含该头文件，并进行using声明：

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#include<vector>

using std::vector;

vector是一个类模板而不是类型。模板本身不是类或者函数，可以将模板看成编译器生成类或者函数编写的一份说明，编译器根据模板创建类或者函数的过程称为实例化，使用模板时需要指出编译器应该把类或者函数实例化成什么类型。
在模板名字后面跟上一对尖括号，括号内为具体的类型说明。

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vector<int> ivec;   //表示int类型的vector
vector< vector<string> > file //vector中是string的vector。

vector对象的初始化

  • 默认初始化

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    vector<string> svec;    //默认初始化，不含任何元素

  • 列表初始化

  1. 元素的初值只能放在花括号内，不能放在圆括号内
  2. 给定类内初始值时只能使用拷贝初始化或者列表初始化。
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vector<string> c = {"hello", "world"};
  • 值初始化
  1. 只提供给vector对象容纳的元素数量而不用略去初始值。会创建一个值初始化的元素初值，并把它赋给容器中所有元素，这个初始值由vector对象中元素类型决定。
  2. 如果vector对象中元素类型是内置类型，如int，初始值自动设置为0。
  3. 如果是某种类类型，比如string，由类默认初始化。
  4. 有些类要求必须显式的给出初始值。如果vector中对象不支持默认初始化，必须提供初始值。
  5. 如果值提供了元素的数量而没有设定初值，只能使用直接初始化。
  6. 初始化的真实含义依赖于传递初始值时用的是花括号还是圆括号。花括号进行列表初始化，圆括号提供的信息构造vecotr对象。如果使用花括号中的形式，但是提供的值不能用来列表初始化，考虑使用值构造vector对象。但是如果使用圆括号提供不能构造vector对象的值，不能用来进行列表初始化。也就是说花括号可以用来列表初始化，也可以用来构建vector对象，但是圆括号只能用来构建vector对象。

vector添加元素

直接初始化的方式适用于三种情况：

  1. 初始值已知，且数量较少
  2. 初始值是另一个vector对象的副本
  3. 所有元素的初始值都一样。

而当我们并不知道vector中有几个元素，元素的值也不知道的时候，就不适用直接初始化了，这个时候需要调用vector的成员函数push_back向其添加元素。

vector的最大优势是运行时能够高效的添加元素，它的容量能够在不够的时候，高效的增长，这样子在定义vector对象时设定大小没有太大的意义。只有一种情况，就是所有的元素值都一样的时候，指定vector的大小和初始值。否则更建议定义空的vector，然后向其中添加具体的而值。

vector对象的操作

  1. vector的大小
  2. 向vector添加新的元素
  3. 下标[]只能用于访问元素，不能用于添加元素。通过下标访问超出vector范围的元素的行为非常常见，这种错误叫做缓冲区溢出。

迭代器

C定义了许多容器，包括vector，list，map等等，这些容器中，只有少部分支持[]运算符，其他的都不支持，为了访问这些容器，C提供了迭代器访问这些容器，迭代器和指针类似，提供了对对象的间接访问。
注意string不是容器，但是它支持很多和容器类型的操作。

迭代器的使用

获得迭代器

拥有迭代器的类型（string和容器等）也拥有返回迭代器的成员函数，如begin和end，begin返回指向容器第一个元素或string第一个字符的迭代器，而end返回容器或者string的最后一个元素的下一个位置，是一个根本不存在的元素，通常把这个迭代器称为尾后迭代器。
如果容器（string)为空，begin和end返回的是同一个迭代器，都是尾后迭代器。

迭代器运算符

迭代器支持的运算有：

  • *iter，表示返回迭代器iter所指元素的引用
  • iter->num，解引用iter并且获得该元素中名为num的成员，等价于(*iter).mem，即箭头运算符把解引用和成员访问两个操作结合在了一起。
  • ++iter，让iter指向容器中的下一个元素
  • --iter，让iter指向容器中的上一个元素
  • iter1==iter2
  • iter1!=iter2，判断两个迭代器是否相等，即是否指向同一个元素或者指向同一个容器的尾后迭代器。

尽量使用!=而不是使用<，因为所有的标准容器和string都定义了==和!=，而只有部分容器和string定义了<，所以==和!=是比较通用的。

迭代器的类型

迭代器有const和非const之分。他们通过如下方式定义：

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vector<int>::iterator it;   //非const迭代器，可读和可写
string::iterator it2;

vector<int>::const_iterator it3;    //const迭代器，只是可读
vector<int>::const_iterator it4;

begin和end

如果对象是常量，begin和end返回const_iterator，否则返回iterator。
而cbgein和cend无论对象是否是常量，都返回const_iterator。

解引用和成员访问操作相结合

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(*it).empty()
it->empty()

迭代器失效

  1. 范围for语句会使迭代器失效
  2. 任何一种可能改变vector对象容量的操作，如push_back，都会使得vector对象的迭代器失效。

迭代器运算

所有的容器和string都实现了迭代器，迭代器的递增，递减运算，以及==和!=操作。
vector和string的迭代器提供了更多的运算符，这些运算被称为迭代器运算。如下所示：

  • iter+n
  • iter-n
  • iter+=n
  • iter-=n，
  • iter1-iter2，
  • >, >=, <=, <

前面四个比较直观，iter1-iter2就不行，他其实是两个迭代器之间的距离，iter和iter2必须是同一个容器中的迭代器。可以使用这些运算符进行二分搜索。

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// text是给定的有序序列
auto begin = text.begin(), end = text.end();
auto mid = text.begin() + (end-begin)/2;
while(mid != end && *mid != sought)
{
    if(sought < mid)
    {
        end = mid;
    }
    else
    {
        begin = mid+1;
    }
    mid = begin + (end-begin)/2;
}

参考文献

1.《C++ Primer第五版》