C++提高编程二(STL、Vector容器、string字符串)

STL

STL（Standard Template Library），即标准模板库。C++的面向对象和泛型编程思想，目的就是复用性的提升， 数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作，为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL，从而实现STL的一个重要特点是数据结构和算法的分离。
STL大体分为六大组件，分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器（配接器）、空间配置器

1. 容器：各种数据结构，如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
2. 算法：各种常用的算法，如sort、find、copy、for_each等
3. 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂。
4. 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略。
5. 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
6. 空间配置器：负责空间的配置与管理。

1、容器：置物之所也

STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来
常用的数据结构：数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表等。
这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:
? 序列式容器:强调值的排序，序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
? 关联式容器:二叉树结构，各元素之间没有严格的物理上的顺序关系。

2、算法：问题之解法也
有限的步骤，解决逻辑或数学上的问题，这一门学科我们叫做算法(Algorithms)。
算法分为:质变算法和非质变算法。
质变算法：是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝，替换，删除等等。
非质变算法：是指运算过程中不会更改区间内的元素内容，例如查找、计数、遍历、寻找极值等等。

3、迭代器：容器和算法之间粘合剂。
提供一种方法，使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素，而又无需暴露该容器的内部表示方式。
每个容器都有自己专属的迭代器。
迭代器使用非常类似于指针，初学阶段我们可以先理解迭代器为指针。

容器算法迭代器初识

容器： vector
算法： for_each
迭代器： vector<int>::iterator

#include <vector>
#include <algorithm> //标准算法头文件

//vector容器存放内置数据类型
void myPrint(int val)
{
	cout << val << endl;
}

void test01()
{
	//创建了一个vector容器，数组  并且通过模板参数指定容器中存放的数据类型
	vector<int> v;

	//向容器中插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//通过迭代器访问容器中的数据
	vector<int >::iterator itBegin = v.begin(); //起始迭代器 指向容器中第一个元素
	vector<int >::iterator itEnd = v.end(); //结束迭代器 指向容器中最后一个元素的下一个位置
	//vector<int >::iterator			//拿到vector<int >这种容器的迭代类型

	//第一种遍历方式
	while (itBegin != itEnd){
		cout << *itBegin << endl;
		itBegin++;
	}
	cout << "------------------" << endl;

	//第二种遍历方式
	for (vector<int >::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
		cout << *it << endl;
	}

	//第三种遍历方式 利用STL提供遍历算法
	for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
}

int main()
{
	test01();
}

Vector存放自定义数据类型

#include<vector>

//vector容器中存放自定义数据类型
class Person
{
public:
	Person(string name, int age){
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01()
{
	vector<Person>v;			//创建一个Person类的数组容器

	Person p1("aaa", 10);		//创建对象，并调用有参构造函数
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
		//cout << "姓名：" << (*it).m_Name << " 年龄：" << (*it).m_Age << endl;    //*it 解出来的是p    it是*p
		cout << "姓名：" << it->m_Name << " 年龄：" << it->m_Age << endl;
	}
}

//存放自定义数据类型 指针
void test02()
{
	vector<Person*>v;

	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	//遍历容器
	for (vector<Person *>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
		//Person * p = (*it)
		cout << "姓名：" << (*it)->m_Name << "年龄： " << (*it)->m_Age << endl;  //*it解出来的是*p
	}
}

int main()
{
	//test01();
	test02();
}

Vector容器嵌套容器

#include <vector>

//容器嵌套容器
void test01()
{
	vector<vector<int>>v;		//定义一个容器类型的容器

	//创建小容器
	vector<int>v1;
	vector<int>v2;
	vector<int>v3;
	vector<int>v4;

	//向小容器中添加数据
	for (int i = 0; i < 4; i++)
	{
		v1.push_back(i + 1);
		v2.push_back(i + 2);
		v3.push_back(i + 3);
		v4.push_back(i + 4);
	}

	//将小容器插入到大容器中
	v.push_back(v1);
	v.push_back(v2);
	v.push_back(v3);
	v.push_back(v4);

	//通过大容器，把所有数据遍历一遍
	for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){
		//(*it)----容器vector<int>
		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++){
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
}


string构造函数

本质：string是C++风格的字符串，而string本质上是一个类

string和char * 区别：

• char * 是一个指针
• string是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

特点：

string 类内部封装了很多成员方法。例如：查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert。
string管理char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

string(); //创建一个空的字符串 例如:string str; 默认构造函数
string(const char* s); //使用字符串s初始化 有参构造函数
string(const string& str); //使用一个string对象初始化另一个string对象
string(int n, char c); //使用n个字符c初始化

void test01()
{
	string s1; //默认构造
	cout << "s1 = " << s1 << endl;		//输出为空

	/*const char* str = "hello world";
	string s2(str);*/
	
	//第二种输出形式
	string s2("hello world");			//有参构造函数
	cout << "s2 = " << s2 << endl;

	string s3(s2);						//拷贝构造
	cout << "s3 = " << s3 << endl;

	string s4(10, 'a');
	cout << "s4 = " << s4 << endl;
}

int main()
{
	test01();
}

string赋值操作

//string赋值操作原型：
//string& operator=(const char* s); //char*类型字符串 赋值给当前的字符串
//string& operator=(const string& s); //把字符串s赋给当前的字符串
//string& operator=(char c);          //字符赋值给当前的字符串
//
//string& assign(const char* s);     //把字符串s赋给当前的字符串
//string& assign(const char* s, int n); //把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串    
//string& assign(const string& s);     //把字符串s赋给当前的字符串
//string& assign(int n, char c);     //用n个字符c赋给当前字符串

void test01()
{
	string str1;
	str1 = "hello world";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2;
	str2 = str1;
	cout << "str2 = " << str2 << endl;

	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	string str4;
	//const char* str = "hello C++";  
	//str4.assign(str);
	str4.assign("hello C++");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign("hello C++",7);
	cout << "str5 = " << str5 << endl;

	string str6;
	str6.assign(str5);
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	string str7;
	str7.assign(7,'w');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main()
{
	test01();
}

string字符串拼接

//string& operator+=(const char* str); //重载+=操作符
//string& operator+=(const char c); //重载+=操作符
//string& operator+=(const string& str); //重载+=操作符
//string& append(const char* s); //把字符串s连接到当前字符串结尾
//string& append(const char* s, int n); //把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
//string& append(const string& s); //同operator+=(const string& str)
//string& append(const string& s, int pos, int n); //字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾

void test01()
{
	string str1 = "我";
	str1 += "爱编程";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	str1 += "a";
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	string str2 = " LOL DNF";
	str1 += str2;
	cout << "str1 = " << str1 << endl;	//str1 = 我爱编程a LOL DNF

	string str3 = "I";
	str3.append(" love");
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	str3.append(" code aaaa", 5);
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	//str3.append(str2);
	//I love code LOL DNF

	str3.append(str2, 0, 4);			//从第0个位置开始的4个字符
	cout << "str3 = " << str3 << endl;	//I love code LOL
}

int main()
{
	test01();
}

string查找和替换

//字符串查找和替换
//int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
//int find(const char* s, int pos = 0) const; //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
//int find(const char* s, int pos, int n) const; //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
//int find(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c第一次出现位置
//int rfind(const string& str, int pos = npos) const; //查找str最后一次位置,从pos开始查找
//int rfind(const char* s, int pos = npos) const; //查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
//int rfind(const char* s, int pos, int n) const; //从pos查找s的前n个字符最后一次位置
//int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
//string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
//string& replace(int pos, int n, const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

//1、查找
void test01()
{
	string str1 = "abcdefgde";
	int pos = str1.find("de");

	if (pos == -1){
		cout << "未找到字符串" << endl;
	}
	else{
		cout << "找到字符串，pos = " << pos << endl;
	}

	//rfind 和 find的区别
	//rfind从右往左查找 find从左往右查找
	pos = str1.rfind("de");
	cout << "pos = " << pos << endl;
}

//2、替换
void test02()
{
	string str1 = "abcdefg";
	//从1号位置起 3个字符 替换为"1111"
	str1.replace(1, 3, "1111");
	cout << "str1 = " << str1 << endl;
 
}
int main()
{
	test01();
	//test02();
}

string字符串比较

• 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比，= 返回 0、> 返回 1 、< 返回 -1

//字符串比较
//int compare(const string& s) const; //与字符串s比较
//int compare(const char* s) const; //与字符串s比较

void test01()
{
	string str1 = "hello";
	string str2 = "xello";

	if (str1.compare(str2) == 0){
		cout << "str1 等于 str2" << endl;
	}
	else if (str1.compare(str2) > 0){
		cout << "str1 大于 str2" << endl;
	}
	else{
		cout << "str1 小于 str2" << endl;
	}
}

int main()
{
	test01();
}

string字符存取

//string 字符存取

void test01()
{
	string str = "hello";
	//cout << "str = " << str << endl;

	//1、通过[]访问单个字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++){
		cout << str[i];
	}
	cout << endl;

	//2、通过at方式访问单个字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++){
		cout << str.at(i) << "";
	}
	cout << endl;

	//修改单个字符
	str[0] = 'x';
	cout << str << endl;

	str.at(1) = 'x';
	cout << str << endl;
}

int main()
{
	test01();
}

string插入和删除

//字符串 插入和删除
//string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
//string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
//string& insert(int pos, int n, char c); //在指定位置插入n个字符c
//string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符

void test01()
{
	string str = "hello";

	//插入
	str.insert(1, "222");	//在第一号位置前插入222
	cout << "str = " << str << endl;

	//删除
	str.erase(1, 3);		//在第一号位置前删除3个字符
	cout << "str = " << str << endl;
}

int main()
{
	test01();
}

string子串

//string求字串
//string substr(int pos = 0, int n = npos) const; //返回由pos开始的n个字符组成的字符串

void test01()
{
	string str = "abcdef";
	string subStr = str.substr(1, 3);	//从第一个位置开始抽取3个字符组成子字符串
	cout << "subStr = " << subStr << endl;
}

//实用操作
void test02()
{
	string email = "zhangsan@sina.com";

	//从邮件地址中 获取 用户信息
	int pos = email.find("@");
	string usrName = email.substr(0, pos);

	cout << "usrName  = " << usrName << endl;
}

int main()
{
	test01();
	test02();
}