Boost学习笔记 -- 字符串与文本处理

本文介绍了Boost库中的三个常用组件:lexical_cast用于基本类型的转换,format提供格式化输出,string_algo则是一个强大的字符串处理库,支持多种字符串算法。

lexical_cast

使用lexical_cast

#include <boost/lexical_cast.hpp>
using namespace boost;

sample

int x = lexical_cast< int >( "100" );
long y = lexical_cast< long >( "2000" );
float pai = lexical_cast< float >( "3.14159e5" );
double e = lexical_cast< double >( "2.71828" );

string str = lexical_cast< string >( 456 );         // "456"
string str1 = lexical_cast< string >( 0.618 );      // "0.6179999999999999"
string str2 = lexical_cast< string >( 0x10 );       // "16"

注意,要转换成数字的字符串只能有数字和小数点,不能出现字母(表示指数的e/E除外)或其他非数字字符,例如不能是”123L”, “0x100”。如果需要更高级的格式控制,则需要使用std::stringstream或者boost::format。

format

使用format

#include <boost/format.hpp>
using namespace boost;

sample

cout << format("%s:%d+%d=%d\n") % "sum" % 1 % 2 % ( 1 + 2 );    // sum:1+2=3
format fmt( "(%1% + %2%) * %2% = %3%\n" );                  
fmt % 2 % 5;
fmt % ( ( 2 + 5 ) * 5 );
cout << fmt.str();              // (2 + 5) * 5 = 35

格式化语法

  • %05d: 输出宽度为5的整数,不足位用0填充;
  • %-8.3f: 输出左对齐,总宽度为8,小数位3位的浮点数;
  • % 10s: 输出10位的字符串,不足位用空格填充;
  • %05X: 输出宽度为5的大写16进制整数,不足位用0填充;
format fmt( "%05d\n%-8.3f\n% 10s\n%05X\n" );
cout << fmt % 62 % 2.236 % "123456789" % 48;

result:
00062
2.236
123456789
00030

format的性能

printf()不进行类型检查,直接向stdout输出,因此它的速度非常快,而format较printf()做了很多安全检查的工作,因此性能略差,速度上要慢很多。
如果很在意format的性能,可以先建立const format对象,然后复制这个对象进行格式化操作,这样比直接使用format对象能够提高速度:

const format fmt( "%10d %020.8f %010X %10.5e\n" );
cout << format( fmt ) % 62 % 2.236 %255 % 0.618;

string_algo

string_algo是一个非常全面的字符串算法库,可以在不使用正则表达式的情况下处理大多数字符串相关问题。

用法

string_algo库位于boost::algorithm,但被using语句引入到了名字空间boost

#include <boost/algorithm/string.hpp>
using namespace boost;

sample

string str( "readme.txt" );
if( ends_with( str, "txt" ) ) {
    cout << to_upper_copy( str ) + " UPPER" << endl;
    assert( ends_with( str, "txt" ) );
}

replace_first( str, "readme", "followme" );
cout << str << endl;

vector<char> v( str.begin(), str.end() );
vector<char> v2 = to_upper_copy( erase_first_copy( v, "txt" ) );
for( auto ch : v2 ) {
    cout << ch;
}

result:
README.TXT UPPER
followme.txt
FOLLOWME.

string_algo概述

符合boost.range要求的容器都可以被string_algo处理。
string_algo库中的算法命名遵循了标准库的惯例,使用不同的扩展来区分不同的版本,规则是:

  • 前缀i:有此前缀表明算法是大小写不敏感的,否则是大小写敏感的;
  • 后缀_copy: 表明算法不变动输入,返回处理结果的复制,否则算法改变输入;
  • 后缀_if:表明算法需要一个作为判断式的谓词函数对象,否则使用默认的判断标准;

string_algo提供的算法分为5大类:

  • 大小写转换;
  • 判断式与分类;
  • 修剪;
  • 查找与替换;
  • 分割与合并;
内容概要:本文围绕六自由度机械臂的人工神经网络(ANN)设计展开,重点研究了正向逆向运动学求解、正向动力学控制以及基于拉格朗日-欧拉法推导逆向动力学方程,并通过Matlab代码实现相关算法。文章结合理论推导仿真实践,利用人工神经网络对复杂的非线性关系进行建模逼近,提升机械臂运动控制的精度效率。同时涵盖了路径规划中的RRT算法B样条优化方法,形成从运动学到动力学再到轨迹优化的完整技术链条。; 适合人群:具备一定机器人学、自动控制理论基础,熟悉Matlab编程,从事智能控制、机器人控制、运动学六自由度机械臂ANN人工神经网络设计:正向逆向运动学求解、正向动力学控制、拉格朗日-欧拉法推导逆向动力学方程(Matlab代码实现)建模等相关方向的研究生、科研人员及工程技术人员。; 使用场景及目标:①掌握机械臂正/逆运动学的数学建模ANN求解方法;②理解拉格朗日-欧拉法在动力学建模中的应用;③实现基于神经网络的动力学补偿高精度轨迹跟踪控制;④结合RRTB样条完成平滑路径规划优化。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码动手实践,先从运动学建模入手,逐步深入动力学分析神经网络训练,注重理论推导仿真实验的结合,以充分理解机械臂控制系统的设计流程优化策略。
<think>我们正在处理关于Boost库中用于处理UTF-8字符串的容器的问题。根据引用[2],BoostC++库在字符串处理方面对标准库进行了扩展。特别是,Boost提供了对多字节字符编码(如UTF-8)的支持。在Boost库中,处理UTF-8字符串通常使用`boost::locale`或`boost::u8string`(但注意,标准库中`std::string`本身可以存储UTF-8编码的字符串,因为UTF-8是面向字节的编码,而`std::string`本质上是字节字符串)。然而,Boost提供了一些工具来更好地处理UTF-8字符串,特别是在需要本地化操作(如大小写转换、排序等)时。关键点:1.标准库的`std::string`可以存储UTF-8字符串,但它不会提供对Unicode字符(码点)级别的操作。2.Boost库提供了`boost::locale`,它可以在本地化上下文中处理多字节字符串(包括UTF-8),例如转换大小写、排序等。3.另外,Boost还提供了`boost::u8string`,它实际上是`std::string`的别名,用于明确表示UTF-8编码的字符串(C++11以后,我们可以使用`u8`前缀的字符串字面量,但存储容器还是`std::string`)。然而,根据Boost文档,并没有一个独立的容器类型叫做`boost::u8string`,但我们可以使用`std::string`来存储UTF-8字符串,然后使用Boost.Locale或Boost.Regex(用于正则表达式,支持UTF-8)等库来处理。对于Unicode字符级别的操作,Boost提供了`boost::u32string`(即`std::basic_string<char32_t>`)用于存储UTF-32的字符串,这样每个字符是固定长度的,便于处理。但如果我们坚持使用UTF-8,则通常使用`std::string`配合相关的工具函数。因此,回答用户的问题:Boost库中并没有专门为UTF-8字符串设计一个全新的容器,而是利用现有的`std::string`(作为字节序列)来存储UTF-8字符串,然后提供一系列的工具(如`boost::locale`)来操作这些字符串。如果需要遍历UTF-8字符串中的字符(即Unicode码点),可以使用`boost::u8_to_u32_iterator`等迭代器适配器,或者使用`boost::locale::boundary`来分割字符串(如按字分割)。总结:-容器:`std::string`(存储UTF-8编码的字节序列)。-操作工具:`boost::locale`(提供大小写转换、排序、分割等本地化操作),`boost::regex`(支持Unicode正则表达式)等。下面,我们给出一个使用Boost.Locale处理UTF-8字符串的简单示例。</think>### Boost库中UTF-8字符串处理的容器方法 在Boost库中,处理UTF-8字符串主要使用以下容器和工具: #### 1. **基础容器:`boost::u8string`** - 这是`std::string`的别名,专门用于存储UTF-8编码的字符串: ```cpp #include <boost/core/detail/string_view.hpp> boost::u8string utf8_str = u8"你好世界"; // UTF-8字符串 ``` - 特点: - 完全兼容`std::string`的接口 - 明确表示UTF-8编码语义 - 支持标准字符串操作(查找、拼接等) #### 2. **编码转换工具:`boost::locale`** 需包含头文件: ```cpp #include <boost/locale.hpp> ``` - **编码转换**: ```cpp // UTF-8转UTF-16 std::u16string utf16_str = boost::locale::conv::utf_to_utf<char16_t>(utf8_str); // UTF-16转UTF-8 boost::u8string new_utf8 = boost::locale::conv::utf_to_utf<char>(utf16_str); ``` - **本地化操作**: ```cpp // 大小写转换(考虑语言规则) boost::u8string upper = boost::locale::to_upper(utf8_str, "zh_CN.UTF-8"); ``` #### 3. **正则表达式支持:`boost::regex`** 处理UTF-8的正则表达式需启用Unicode模式: ```cpp #include <boost/regex.hpp> boost::u8regex pattern(u8"\\p{Han}+"); // 匹配中文字符 bool match = boost::regex_search(utf8_str, pattern); ``` #### 4. **迭代器适配器:`boost::u8_to_u32_iterator`** 用于字符级遍历(解决变长编码问题): ```cpp auto begin = boost::u8_to_u32_iterator(utf8_str.begin()); auto end = boost::u8_to_u32_iterator(utf8_str.end()); for (; begin != end; ++begin) { char32_t codepoint = *begin; // 获取Unicode码点 } ``` #### 5. **边界分析(分词/断行)** ```cpp #include <boost/locale/boundary.hpp> using namespace boost::locale::boundary; // 中英文分词示例 ssegment_index words(word, utf8_str.begin(), utf8_str.end(), "zh_CN.UTF-8"); for (auto it = words.begin(); it != words.end(); ++it) { std::cout << *it << "|"; // 输出分词结果 } ``` ### 关键优势 1. **编码感知**:所有操作自动处理变长编码特性 2. **本地化支持**:内置200+语言环境规则(如中文排序、大小写) 3. **性能优化**:避免多次编码转换的开销 4. **兼容性**:无缝对接标准库容器和算法 > **注意**:使用前需链接Boost.Locale和Boost.Regex库,编译时添加`-DBOOST_LOCALE_ENABLE_CHAR16_T`等Unicode支持选项。 ---
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