歪克特2/2

vector类的迭代器

   vector类的迭代器除了支持通用的前缀自增运算符外，还支持算术运算：it + n、it - n、it2 - it1。注意it2 - it1返回值为difference_type（signed类型）。

 

   注意，任何改变容器大小的操作都可能造成以前的迭代器失效。

 

应用示例

 

#include <iostream> #include <cassert> #include <vector> using namespace std; int main() {     vector<string> v(5, "hello");     vector<string> v2(v.begin(), v.end());          assert(v == v2);          cout<<"> Before operation"<<endl;     for(vector<string>::const_iterator it = v.begin(); it < v.end(); ++it)         cout<<*it<<endl;          v.insert(v.begin() + 3, 4, "hello, world");     cout<<"> After insert"<<endl;     for(vector<string>::size_type i = 0; i < v.size(); ++i)         cout<<v[i]<<endl;          vector<string>::iterator it = v.erase(v.begin() + 3, v.begin() + 6);     assert(*it == "hello, world");     cout<<"> After erase"<<endl;     for(vector<string>::size_type i = 0; i != v.size(); ++i)         cout<<v[i]<<endl;          assert(v.begin() + v.size() == v.end());     assert(v.end() - v.size() == v.begin());     assert(v.begin() - v.end() == -vector<string>::difference_type(v.size()));          return 0; }

程序说明：上面程序中用了三个循环输出容器中的元素，每个循环的遍历方式是不一样的。特别需要说明的是，第二个循环在条件判断中使用了size() 函数，而不是在循环之前先保存在变量中再使用。之所以这样做，有两个原因：其一，如果将来在修改程序时，在循环中修改了容器元素个数，这个循环仍然能很好地工作，而如果先保存size()函数值就不正确了；其二，由于这些小函数（其实现只需要一条返回语句）基本上都被声明为inline，所以不需要考虑效率问题。

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迭代器

   迭代器(iterator)是用来遍历容器内所有元素的数据类型。标准库为每一种标准容器定义了一种迭代器类型。迭代器类型提供了比下标操作更通用的方法：所有标准容器类都定义了相应的迭代器类型，而只有少数的容器支持下标操作。所以，在编写C++程序时，用迭代器遍历容器是一种更通用的方法，也更加安全。一般提供两种类型：iterator和const_iterator。

begin()和end()操作

   每种容器都定义了一对命名为begin()和end()的函数，用来返回容器的迭代序列。其中，begin返回的迭代器指向第一个元素，end返回的迭代器指向最后一个元素的下一个位置（实际上是一个不存在的元素），所以迭代序列为[begin(), end())。如果容器为空，那么begin()返回与end()一样的迭代器。

访问容器元素(operator*)

   假如迭代器it指向容器的一个元素，那么解引用*it就是该元素的值（注意，不能对end()解引用）。

下一个元素(operator++)

   所有迭代器都支持前缀自增运算符，如++it，表示把迭代器移到容器中的下一个元素的位（同样不能对end()运算）。

比较 (operator == or operator !=)

   所有迭代器都支持迭代器之间的比较：
   operator ==：如果两个迭代器指向同一元素，那么返回true；否则返回false。(operator != 类似）

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bitset模板类

template<size_t N>
    class bitset;

   bitset也是类模板，其模板参数N必须是常量表达式（能够在编译时计算出其值），表示bitset类对象的长度（位的个数）。bitset对象用来作为位容器，方便对位的操作，其元素为位。bitset对象元素的位置编号从 0 到 N - 1，对应着位串从低位到高位。

bitset类对象的构造

它有三个构造函数：

bitset();   

   初始化所有位都为0    
       
bitset(unsigned long val);   

   用unsigned long初始化bitset对象，初始化bitset对象为val的位模式。
       如果bitset对象的长度小于val的位数，那么val中多余的高位被丢弃；
       如果bitset对象的长度大于val的位数，那么bitset对象的高位将被置为0    

explicit bitset(const string& str, size_t pos = 0, size_t n = -1);

   用string对象中从pos下标开始的n个字符来初始化bitset对象（这些字符必须是0或者1）。如果str.size() < pos，那么将抛出out_of_range异常。如果指定的字符序列[pos, pos + n)中有非0、1字符，那么将抛出invalid_argument异常。如果n > str.size() - pos，就只使用str.size() - pos位来初始化bitset对象。如果指定的字符序列中字符个数比bitset对象位数要多，则只使用前面的字符。

   初始化规则：[pos, pos + n)序列中最后一个字符对应着bitset对象的低位（第一位），而第一个字符对应着高位。（这点符合我们看待字符串形式的位串的方式：左边是高位，右边是低位）

举例：
bitset<16> bs1;                   // bs1有16位，并全部初始化为0

bitset<16> bs2(0xFFFF);           // bs2有16位，并全部初始化为1
bitset<32> bs3(0xFFFF);           // bs3有32位，低16位(0-15)为1，高16位(16-31)为0
bitset<8>  bs4(0xFFFF);           // bs4有8位，并全部初始化为1

string test("111110000011");
bitset<8> bs5(test);              // bs5有8位，并且只使用test串的前八个字符"11111000"来初始化，
                                  //   所以0-7位为：0001 1111（注意与源串反向）
bitset<8> bs6(test, 4, 3);        // bs6有8位，并且用"100"来初始化，所以0-7位为：0010 0000

位的测试

bool any() const;                 // 如果容器内有任意位被置为1，则返回true；否则返回false。
bool none() const;                // 如果容器内没有位被置为1，则返回true；否则返回false。
bool test(size_t pos, bool val = true);      // 测试位置pos处的位是否为val（默认测试是否为1）
                                             // 如果pos >= size()，那么将抛出异常out_of_range

bool at(size_type pos) const;     // 返回指定位；如果pos无效，那么将抛出异常out_of_range。
reference at(size_type pos);
bool operator[](size_type pos) const;
reference operator(size_type pos);

static const size_t bitset_size = N; //容器内的位个数N
size_t size() const;              // 返回容器内的位个数N
size_t count() const;             // 返回被置为1的位的个数

bitset<N>& flip();                // 将容器内所有位全部取反
bitset<N> operator~();            // 返回this->flip();
bitset<N>& flip(size_t pos);      // 将位置pos处的位取反；如果pos >= size()，那么将抛出异常out_of_range。

bitset<N>& reset();               // 将容器内所有位重置为0
bitset<N>& reset(size_t pos);     // 将位置pos处的位置为0；如果pos >= size()，那么将抛出异常out_of_range
bitset<N>& set();                 // 将容器内所有位重置为1
bitset<N>& set(size_t pos, bool val = true); // 将位置pos处的位置为val（默认为1)；
                                             // 如果pos >= size()，那么将抛出异常out_of_range

unsigned long to_ulong() const;   // 返回对应的unsigned long值；如果溢出，则抛出overflow_error
string to_string() const;         // 把bitset对象转换成string对象，其规则是：字符串的第一字符对应容器中最后一位。
        
bool operator ==(const bitset<N>& rhs) const;   // 如果两容器的位序列完全相等，则返回true；否则返回false.
bool operator !=(const bitset<N>& rhs) const;   // 如果两容器的位序列不完全相等，则返回true；否则返回false。

bitset<N>& operator&=(const bitset<N>& rhs);    // 位串进行“与”运算
bitset<N>& operator|=(const bitset<N>& rhs);    // “或”运算
bitset<N>& operator^=(const bitset<N>& rhs);

bitset<N>& operator<<=(size_t pos);          // 逻辑左移pos位（向高位方向移动）
bitset<N>& operator>>=(size_t pos);          // 逻辑右移pos位（向低位方向移动）
bitset<N> operator<<(size_t pos) const;      // 返回 bitset<N>(*this) <<= pos.
bitset<N> operator>>(size_t pos) const;      // 返回 bitset<N>(*this) >>= pos.

非成员函数
ostream& operator<<(ostream& os, const bitset<N>& x);
   相当于调用return os<<x.to_string();
istream& operator>>(istream& is, bitset<N>& x);
   相当于调用: string str; is>>str; x = bitset<N>(str); return is;
      其中，当从输入流is提取的字符个数已经有N个时，提取结束；当遇到文件尾时，提取结束；当is中当前字符不是0也不是1时，提取结束。
   如果没有提取到任何字符就结束了（此时x不变），那么将调用is.setstate(ios_base::failbit)。

bitset<N> operator&(const bitset<N>& lhs, const bitset<N>& rhs);    // 返回 bitset<N>(lhs) &= rhs.
bitset<N> operator|(const bitset<N>& lhs, const bitset<N>& rhs);    // 返回 bitset<N>(lhs) |= rhs.
bitset<N> operator^(const bitset<N>& lhs, const bitset<N>& rhs);    // 返回 bitset<N>(lhs) ^= rhs.

 

另外， bitset中的reference定义如下：
class reference {
public:
    reference& operator=(bool b};
    reference& operator=(const reference& x);
    bool operator~() const;
    operator bool() const;
    reference& flip();
};

其使用举例如下：
bitset<8> bs(string("111110000011"));
bs[2] = 0;           // 此时bs[0]-bs[7]为00011011
bool b = ~x[2];      // b == 1, bs不变
x[2].flip();         // bs改变：bs[0]-bs[7]为00011111

应用示例

#include <iostream> #include <cassert> #include <bitset> using namespace std; int main() {     bitset<16> bs1; // bs1有16位，并全部初始化为0     assert(bs1.none());     bitset<16> bs2(0xFFFF); // bs2有16位，并全部初始化为1     assert(bs2.count() == 16);     bitset<32> bs3(0xFFFF); // bs3有32位，低16位(0-15)为1，高16位(16-31)为0     assert(bs3.to_ulong() == 0xFFFF);     bitset<8> bs4(0xFFFF); // bs4有8位，并全部初始化为1     assert(bs4.count() == 8);     string test("111110000011");     bitset<8> bs5(test); // bs5有8位，并且只使用test串的前八个字符"11111000"来初始化，                                       // 所以0-7位为：0001 1111（注意与源串反向）     assert(bs5.to_ulong() == 0xF8);     bitset<8> bs6(test, 4, 3); // bs6有8位，并且用"100"来初始化，所以0-7位为：0010 0000     assert(bs6.to_ulong() == 0x04);          assert((bs5 & bs6) == bitset<8>());     assert((bs5 | bs6) == bitset<8>(string("11111100")));     assert((bs5 ^ bs6) == bitset<8>(string("11111100")));          bs5[1] = 1; // 此时bs[0]-bs[7]为01011111     assert(bs5.to_ulong() == 0xFA);     bool b = ~bs5[1]; // b == 0, bs不变     assert(!b);     assert(bs5.to_ulong() == 0xFA);     bs5[1].flip(); // bs改变：bs[0]-bs[7]为00011111     assert(bs5.to_ulong() == 0xF8);          assert((bs5 << 4) == bitset<8>(string("10000000")));     bitset<8> bs7(bs5);     bs7 >>= 4;     assert(bs7 == bitset<8>(string("00001111")));              bitset<16> bs8;     cout<<"Before input: "<<bs8<<endl;     cout<<"Please input: "<<endl;     cin>>bs8;     cout<<"After input: "<<bs8<<endl;     cout<<"OK! All tests passed."<<endl;          return 0; }

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如果文中有错误或遗漏之处，敬请指出，谢谢！

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参考文献：
[1] Thinking in C++(Volume Two, Edition 2)
[2] C++ Primer(Edition 4)
[3] International Standard：ISO/IEC 14882:1998