S03字符串、向量和数组

S03字符串、向量和数组

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一、命名空间的using声明

1、using namespace::name;：可以直接访问命名空间namespace中的名字name而不需要前缀

注意：每个名字都需要独立的声明，且头文件中不应包含using声明

二、标准库类型string

1、初始化

string s1;        //默认初始化，s1是空串
string s2(s1);    //s2是s1的副本
string s3 = s1;   //s3是s1的副本
string s4("a");   //s4是字面值的副本
string s5 = "a";  //s5是字面值的副本
string s6(n, "a");//s6初始化为连续n个a

注意：拷贝初始化是将等号右侧的初始值拷贝到新创建的string对象中，直接初始化则没有拷贝

2、string主要操作参考cppreference

3、读写string对象

• cin >> s;自动忽略开头的空白，从第一个有效字符读直到遇到第一个空白即停止，如输入" hello world "最后s为"hello"
• getline(cin, line);连续读入直到遇到换行符（换行符也读入）并将读入内容除换行符外存入到line中

4、size()函数返回无符号整型数，因此在有size()的表达式中尽可能避免使用int

    decltype(s1.size()) t;  //size()的返回值实际为std::size_type类型
    t = -1;
    cout << t << endl;      //输出4294967295

5、+：两个string对象可以直接相加；字面值与string对象相加必须确保+左右至少有一个string对象

string s = "hello" + s0 + "world"; //正确
string s = "hello" + "world" + s0; //错误

注意：为了与C兼容，C++中的字符串字面值并不是string对象，两者是不同的类型

6、范围for（range for）：

for ( declaration : expression) 
    statement

• expression是一个对象，表示一个序列（在statement中不应该存在改变expression序列的语句）；
• declaration定义一个变量，用于访问序列中的基础元素

string str("some string");
for(auto c : str)            //对于str中的每个字符，每次迭代将下一个字符赋给c
    cout << c << endl;       //输出some string

注意：有时候在循环中声明为引用时（如auto &c）可以避免因元素类型很大导致的拷贝开销很大

三、标准库类型vector

1、vector：表示对象的集合，其中所有对象的类型都相同，也称为容器，vector是模板而非类型

2、初始化

vector<T> v1                //v1是空vector，它潜在的元素是T类型的，执行默认初始化
vector<T> v2(v1)            //v2中包含有v1所有元素的副本
vector<T> v2 = v1           //等价于v2(v1)
vector<T> v3(n, val)        //v3包含了n个重复的val元素
vector<T> v4(n)             //v4包含了n个重复的执行了值初始化的对象
vector<T> v5{a, b, c}       //v5包含了初始值个数的元素，每个元素赋予相应的初始值
vector<T> v6 = {a, b, c}    //等价于v5{a, b, c}

圆括号：提供的值用来构造vector对象
花括号：提供的值用来列表初始化vector对象

注意：使用拷贝初始化（”=”）时只能提供一个初始值
注意：如果提供的是类内初始值，则只能用拷贝初始化或花括号形式初始化
注意：如果提供的是初始元素的列表，则只能在花括号中列表初始化，不能使用圆括号

3、对vector使用范围for时需要确保不会改变vector的序列

4、vector主要操作主要操作参考cppreference

四、迭代器介绍

1、begin返回指向第一个元素的迭代器，end返回指向尾元素下一个元素的迭代器，当容器为空时，begin和end返回同一个迭代器，都是尾后迭代器

2、迭代器的比较只能发生在同一个容器的迭代器之间，不同容器的迭代器不能比较

3、iterator主要操作参考cppreference

注意：iterator的<,<=等比较基于两个迭代器在容器中的相对位置给出结果

注意：由于迭代器的特殊性，所有使用到迭代器的循环体，都不能改变迭代器所属的容器，否则会使迭代器失效

五、数组（内置数组类型）

1、数组的大小不变，不能增减元素，当元素个数不定时使用vector，数组基本用法与vector一致

2、定义数组时必须指明数组的类型，不允许使用auto来推断，数组的元素是对象

3、字符数组需要注意结尾’\0’

char a1[] = {'C', '+', '+'};        //没有空字符
char a2[] = {'C', '+', '+', '\0'};  //有空字符
char a3[] = "C++";                  //自动添加空字符，效果和a2[]相等

4、对数组名的操作很多情况下可以认为是对常量指针的操作
（1）由于对数组的操作很多情况下被转换为对指针的操作，因此当auto数组名时实际定义是指针

int ia[] = {0, 1}, ic[] = {2};
auto ib(ia);           //实际执行过程类似auto ib(&ia[0])，且auto忽略顶层const，因此ib是int*
ib = 42;               //错误，ib是指针int*并被初始化与ia相同
ib = ic;               //正确，此时ib指向ic[0]

（2）然而当decltype数组名时实际定义的是数组，因为decltype不会转换为&ia[0]

int ia[] = {0, 1};
decltype(ia) ib;    //此时ib是指向两个int元素的数组，即ib的类型是int[2]

5、指针也是迭代器，数组的指针可以完成迭代的操作，但与类类型略有区别

int ia[] = {0, 1, 2};
int *beg = begin(ia);  //获取首元素指针
int *en = end(ia);     //获取尾后指针，尾后指针不能解引用和递增

6、下标运算符所用到的索引值不是无符号类型，可以是负数，但结果是要仔细考虑的

7、尽可能使用vector、string而不是内置数组类型

六、多维数组

1、使用范围for处理多维数组

for(auto &row : ia)
    for(auto &col : row)
        statements  //对数组元素进行操作，需要引用

for(const auto &row : ia)
    for(auto col : row)
        statements  //对数组元素只读，可以不引用，但是外层for依然需要引用，避免数组被自动转化成指针

for(auto row : ia)
    for(auto col : row)
        statements  //错误，外层循环自动将row转化成int*指针，内层循环试图在int*指针中遍历是错误的

注意：处理多维数组时，除了最内层循环外，其他控制变量都应该是引用类型