【C++ Primer】字符串和数组

一、命名空间的using声明

1、using声明：using namespace::name，例如：using std::cin。一旦声明了上述语句，就可以直接访问命名空间的变量。每个变量都需要using声明，位于头文件中的代码不应该使用using声明。

2、using编译：using namespace std；直接使用整个命名空间。

使用using声明比使用using编译指令更安全，这是由于它只导入指定的名称。如果该名称与局部名称发生冲突，编译器将付出指示。using编译指令导入所有名称，包括可能并不需要的名称。如果与局部名称发生冲突，则局部名称将覆盖名称空间版本，而编译器并不会发出警告，另外，名称空间的开放性意味着名称空间的名称可能分散在多个地方，这使得难以准确的知道添加了哪些名称。

二、标准库类型string

string对象中所存储的内容，是不以空字符结尾的（区别于C风格字符串）。

#include <string>
using std::string;

1、定义和初始化string对象：

string s1;//初始化为空串。
string s2(s1);//s2是s1的副本。
string s2 = s1;//拷贝初始化。
string s3("value");//直接初始化。
string s3 = "value";//拷贝初始化。
string s4(10,'a');//初始化为多个相同字符组成的串。

2、string对象上的操作：

string s1,s2,s3;
int a;
cin >> s2;//从第一个真正的字符开始读，直到遇到空白为止。
while(cin >> s2)//读取未知数量的string对象（连续输入时，想结束输入可以换行后输入ctrl+Z）
	cout << s2 << endl;
cin.clear();//清空缓冲区。
cin >> a;
cin.get();//输入数字后使用cin.get()去掉换行符。
getline(cin,s3);//读取一整行（换行符被丢弃），保留输入时的空白符。

/*string的empty和size操作*/
if(!s3.empty() && s3.size()>3)//如果s3非空并且s3的长度大于3。
	cout << s3 << endl;

/*string::size_type类型*/
using st = string::size_type;
for (st i=0 ; i<s3.size() ; ++i)//无符号类型的值，用于处理string对象，好处在于避免混用带符号和无符号类型。
	cout << s3[i] << endl;

/*string对象相加、与字面值相加*/
string s4 = s2 + s3;//字符串连接。
string s5 = s3 + "abc";//必须确保每个加法运算（+）两侧的运算对象至少有一个是string，字符串字面值不等于string。

3、处理string对象的字符：

（1）范围for【c++11】：遍历给定序列中的每个元素并对序列中的每个值执行某种操作。

for (const auto s : s5)//对于s5中的每个字符，输出当前字符。
	cout << s << endl;
for (auto & s : s5)//s是引用，因此会改变s5中的字符值。
	s = toupper(s);

（2）下标运算符：下标从0计算起，string对象的下标必须大于0小于size()，使用下标必须确保其在合理范围内。

//用decltype定义变量的类型，isspace判断s[index]是否遇到空白符，toupper把小写字母转换为大写字母。
for (decltype(s.size()) index = 0 ; index != s.size() && !isspace(s[index]) ; ++index)
	s[index] = toupper(s[index]);

三、数组

数组的大小是确定的，不能随意增加元素（这一点与vector不同）。在某些情况下运行时性能较好，但是也损失了灵活性。

【Note】：如果不清楚元素的数量，请使用vector。

1、定义和初始化数组：

（1）简单的初始化：

int a[cnt];//数组的维度必须是常量表达式。
int cnt2 = 4,b[cnt2];
string s1 = {"abc","edf"};//列表初始化。

【Note】：不能将数组的内容拷贝给其他数组作为其初始值，也不能使用数组为其他数组赋值，所以函数也不能返回数组。

（2）复杂的数组声明：

int *ptrs[10];//ptrs是含有10个整型指针的数组。
int &refs[10];//错误：不存在引用的数组。
int (*p)[10] = &arr;//p指向一个含有10个整数的数组。
int (&a)[10] = arr;//a引用一个含有10个整数的数组。

由内向外（先右后左）的顺序阅读。

2、访问数组元素：

unsigned scores[11] = {};
unsigned grade;
while(cin >> grade)
{
    if(grade <= 100)
	++scores[grade/10];//通过下标访问。
}
for (auto i : scores)//i是size_t类型。
    cout << i << endl;

下标越界或者试图访问非法内存区域时，就会产生此类错误。

3、指针和数组：   

（1）在很多用到数组名字的地方，编译器都会自动的将其替换为一个指向数组首元素的指针（尤其是作为函数形参的时候）。在大多数表达式中，使用数组类型的对象其实是使用一个指向该数组首元素的指针。

int *p = scores;//等价于p = &scores[0]。
auto p2(scores);

（2）标准库函数begin和end【c++11】：

    为了让指针的使用更简单、安全，引入了begin和end的函数。

int *beg = begin(scores);//指向首元素。
int *lst = end(scores);//指向尾元素的下一个位置。

【Note】：尾后指针不能执行解引用和递增操作。

（3）指针运算：

    给指针加上一个整数，得到的新指针任然指向同一数组的其他元素，两个指针相减的结果是它们之间的距离。

4、C风格字符串

char a[4] = {'a','b','\0'};
char b[2] = {};
size_t l = strlen(a);//计算字符串大小，不包括空字符。
strcpy(b,a);//将a拷贝给b。
strcat(a,b);//将b连接到a后面。
for (const auto s : a)
{
    cout << s << endl;
}

【Note】：现代的C++程序应当尽量使用vector和迭代器，避免使用内置数组和指针；应该尽量使用string，避免使用C风格的字符串。
 

四、多维数组

    多维数组其实就是数组的数组。

//列表初始化，第一个维度可以省略。
int ia[][2] = 
{
    {1,2},
    {3,4}
};
for (auto p=begin(ia) ; p!=end(ia) ; ++p)
{
    for (auto q=begin(*p) ; q!=end(*p) ; ++q)
	cout << *q << endl;
}