c++基础学习第七天（stl）

c++基础学习第七天（stl）

文章目录

  • 1、STL初识
    • 1.1 、STL的诞生
    • 1.2、STL基本概念
    • 1.3、STL六大组件
    • 2.4 、STL中容器、算法、迭代器
    • 1.5、容器算法迭代器初识
      • 1.5.1、vector存放内置数据类型
      • 2.5.2、 Vector存放自定义数据类型
      • 2.5.3、 Vector容器嵌套容器
  • 2、 STL- 常用容器
    • 2.1、 string容器
      • 2.1.1、 string基本概念
      • 3.1.2 string构造函数
      • 2.1.3、 string赋值操作
      • 2.1.4、 string字符串拼接
      • 2.1.5、 string查找和替换
      • 2.1.6、 string字符串比较
      • 2.1.7、 string字符存取
      • 2.1.8、 string插入和删除
      • 2.1.9、 string子串

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

1、STL初识

1.1 、STL的诞生

  • 长久以来，软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
  • C++的面向对象（封装，继承，多态）和泛型编程(模板)思想，目的就是复用性的提升
  • 大多情况下，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

1.2、STL基本概念

  • STL(Standard Template Library,标准模板库)
  • STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
  • 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
  • STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数

1.3、STL六大组件

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。（重载（））
  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。

2.4 、STL中容器、算法、迭代器

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

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

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

迭代器种类：

种类功能支持运算
输入迭代器对数据的只读访问只读，支持++、==、！=
输出迭代器对数据的只写访问只写，支持++
前向迭代器读写操作，并能向前推进迭代器读写，支持++、==、！=
双向迭代器读写操作，并能向前和向后操作读写，支持++、–，
随机访问迭代器读写操作，可以以跳跃的方式访问任意数据，功能最强的迭代器读写，支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>=

常用的容器中迭代器种类为双向迭代器，和随机访问迭代器

1.5、容器算法迭代器初识

了解STL中容器、算法、迭代器概念之后，我们利用代码感受STL的魅力
STL中最常用的容器为Vector，可以理解为数组，下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器

1.5.1、vector存放内置数据类型

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

#include <vector>
#include <algorithm>void MyPrint(int val)
{cout << val << endl;
}void test01() {//创建vector容器对象，并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型vector<int> v;//向容器中放数据v.push_back(10);v.push_back(20);v.push_back(30);v.push_back(40);//每一个容器都有自己的迭代器，迭代器是用来遍历容器中的元素//v.begin()返回迭代器，这个迭代器指向容器中第一个数据//v.end()返回迭代器，这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型//这条语句定义了一个名为iter的变量，它的数据类型是由vector<int>定义的iterator类型。//vector<int>::iterator iter=vt.begin();//起始地址//vector<int>::iterator iter_end=vt.end();//结束地址vector<int>::iterator pBegin = v.begin();vector<int>::iterator pEnd = v.end();//第一种遍历方式：while (pBegin != pEnd) {cout << *pBegin << endl;pBegin++;}//第二种遍历方式：for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << *it << endl;}cout << endl;//第三种遍历方式：//使用STL提供标准遍历算法  头文件 algorithmfor_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}
::是c++中的运算符。
::是运算符中等级最高的，它分为三种：全局作用域符，类作用域符，命名空间作用域符。
1)全局作用域符。
“::”指明了成员函数所属的类。如：M::f(s)就表示f（s）是类M的成员函数。  
2)类作用域符。
例：声明了一个类A，类A里声明了一个成员函数void f()，但没有在类的声明里给出f的定义，那么在类外定义f时， 就要写成void A::f()，表示这个f()函数是类A的成员函数。
3)命名空间作用域符。
表示引用成员函数及变量。

2.5.2、 Vector存放自定义数据类型

学习目标：vector中存放自定义数据类型，并打印输出

示例：

#include <vector>
#include <string>//自定义数据类型
class Person {
public:Person(string name, int age) {mName = name;mAge = age;}
public:string mName;int mAge;
};
//存放对象
void test01() {vector<Person> v;//创建数据Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);Person p5("eee", 50);v.push_back(p1);v.push_back(p2);v.push_back(p3);v.push_back(p4);v.push_back(p5);for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;//cout << "Name:" << it->mName << " Age:" << it->mAge << endl;}
}//放对象指针
void test02() {vector<Person*> v;//创建数据Person p1("aaa", 10);Person p2("bbb", 20);Person p3("ccc", 30);Person p4("ddd", 40);Person p5("eee", 50);v.push_back(&p1);v.push_back(&p2);v.push_back(&p3);v.push_back(&p4);v.push_back(&p5);for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {Person * p = (*it);cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;}
}int main() {test01();test02();system("pause");return 0;
}

2.5.3、 Vector容器嵌套容器

学习目标：容器中嵌套容器，我们将所有数据进行遍历输出

示例：

#include <vector>//容器嵌套容器
void test01() {vector< vector<int> >  v;vector<int> v1;vector<int> v2;vector<int> v3;vector<int> v4;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);}//将容器元素插入到vector v中v.push_back(v1);v.push_back(v2);v.push_back(v3);v.push_back(v4);for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {cout << *vit << " ";}cout << endl;}}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

2、 STL- 常用容器

2.1、 string容器

2.1.1、 string基本概念

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

3.1.2 string构造函数

构造函数原型：

  • string(); //创建一个空的字符串 例如: string str;
    string(const char* s); //使用字符串s初始化
  • 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

示例：

#include <string>
//string构造
void test01()
{string s1; //创建空字符串，调用无参构造函数cout << "str1 = " << s1 << endl;const char* str = "hello world";string s2(str); //把c_string转换成了stringcout << "str2 = " << s2 << endl;string s3(s2); //调用拷贝构造函数cout << "str3 = " << s3 << endl;string s4(10, 'a');cout << "str3 = " << s3 << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：string的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

2.1.3、 string赋值操作

功能描述：

  • 给string字符串进行赋值

赋值的函数原型：

  • 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赋给当前字符串
  • string& assign(int n, char c); //用n个字符c赋给当前字符串

示例：

//赋值
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;str4.assign("hello c++");cout << "str4 = " << str4 << endl;string str5;str5.assign("hello c++",5);cout << "str5 = " << str5 << endl;string str6;str6.assign(str5);cout << "str6 = " << str6 << endl;string str7;str7.assign(5, 'x');cout << "str7 = " << str7 << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：

​ string的赋值方式很多，operator= 这种方式是比较实用的

2.1.4、 string字符串拼接

功能描述：

  • 实现在字符串末尾拼接字符串

函数原型：

  • 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

示例：

//字符串拼接
void test01()
{string str1 = "我";str1 += "爱玩游戏";cout << "str1 = " << str1 << endl;str1 += ':';cout << "str1 = " << str1 << endl;string str2 = "LOL DNF";str1 += str2;cout << "str1 = " << str1 << endl;string str3 = "I";str3.append(" love ");str3.append("game abcde", 4);//str3.append(str2);str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾cout << "str3 = " << str3 << endl;
}
int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：字符串拼接的重载版本很多，初学阶段记住几种即可

2.1.5、 string查找和替换

功能描述：

  • 查找：查找指定字符串是否存在
  • 替换：在指定的位置替换字符串

函数原型：

  • 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

示例：

//查找和替换
void test01()
{//查找string str1 = "abcdefgde";int pos = str1.find("de");if (pos == -1){cout << "未找到" << endl;}else{cout << "pos = " << pos << endl;}pos = str1.rfind("de");cout << "pos = " << pos << endl;}void test02()
{//替换string str1 = "abcdefgde";str1.replace(1, 3, "1111");cout << "str1 = " << str1 << endl;
}int main() {//test01();//test02();system("pause");return 0;
}

总结：

  • find查找是从左往后，rfind从右往左
  • find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1
  • replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串

2.1.6、 string字符串比较

功能描述：

  • 字符串之间的比较

比较方式：

  • 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

函数原型：

  • 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

示例：

//字符串比较
void test01()
{string s1 = "hello";string s2 = "aello";int ret = s1.compare(s2);if (ret == 0) {cout << "s1 等于 s2" << endl;}else if (ret > 0){cout << "s1 大于 s2" << endl;}else{cout << "s1 小于 s2" << endl;}}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

2.1.7、 string字符存取

string中单个字符存取方式有两种

  • char& operator[](int n); //通过[]方式取字符
  • char& at(int n); //通过at方法获取字符

示例：

void test01()
{string str = "hello world";for (int i = 0; i < str.size(); i++){cout << str[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < str.size(); i++){cout << str.at(i) << " ";}cout << endl;//字符修改str[0] = 'x';str.at(1) = 'x';cout << str << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

总结：string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

2.1.8、 string插入和删除

功能描述：

  • 对string字符串进行插入和删除字符操作

函数原型：

  • 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

示例：

//字符串插入和删除
void test01()
{string str = "hello";str.insert(1, "111");cout << str << endl;str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符cout << str << endl;
}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

**总结：**插入和删除的起始下标都是从0开始

2.1.9、 string子串

功能描述：

  • 从字符串中获取想要的子串

函数原型：

  • 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

示例：

//子串
void test01()
{string str = "abcdefg";string subStr = str.substr(1, 3);cout << "subStr = " << subStr << endl;string email = "hello@sina.com";int pos = email.find("@");string username = email.substr(0, pos);cout << "username: " << username << endl;}int main() {test01();system("pause");return 0;
}

**总结：**灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

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