第三章 字符串、向量和数组

using声明

• 使用某个命名空间：例如 using std::cin 表示使用命名空间 std 中的名字 cin。
• 头文件中不应该包含 using 声明。这样使用了该头文件的源码也会使用这个声明，会带来风险。

string

• 标准库类型 string 表示可变长的字符序列。
• #include <string>，然后 using std::string;
• string对象：注意，不同于字符串字面值。

定义和初始化string对象

初始化 string 对象的方式：

• 拷贝初始化（copy initialization）：使用等号=将一个已有的对象拷贝到正在创建的对象。
• 直接初始化（direct initialization）：通过括号给对象赋值。

string对象上的操作

string 的操作

• string io：
  • 执行读操作 >>：忽略掉开头的空白（包括空格、换行符和制表符），直到遇到下一处空白为止。
  • getline：读取一整行，包括空白符。
• s.size()返回的时 string::size_type 类型，记住是一个无符号类型的值，不要和 int 混用
• s1+s2使用时，保证至少一侧是string类型。string s1 = "hello" + "world" // 错误，两侧均为字符串字面值
• 字符串字面值和string是不同的类型。

处理string对象中的字符

• ctype.h vs. cctype：C++修改了c的标准库，名称为去掉.h，前面加c。
  如c++版本为cctype，c版本为ctype.h

  • 尽量使用c++版本的头文件，即 cctype
cctype 头文件中定义了一组标准函数：
    | 函数 | 解释 |
    | ----------- | ------------------------------------------------------------------ |
    | isalnum(c) | 当 c 是字母或数字时为真 |
    | isalpha(c) | 当 c 是字母时为真 |
    | iscntrl(c) | 当 c 是控制字符时为真 |
    | isdigit(c) | 当 c 是数字时为真 |
    | isgraph(c) | 当 c 不是空格但可以打印时为真 |
    | islower(c) | 当 c 是小写字母时为真 |
    | isprint(c) | 当 c 是可打印字符时为真 |
    | ispunct(c) | 当 c 是标点符号时为真 |
    | isspace(c) | 当 c 是空白时为真（空格、横向制表符、纵向制表符、回车符、换行符、进纸符） |
    | isupper(c) | 当 c 是大写字母时为真 |
    | isxdigit(c) | 当 c 是十六进制数字时为真 |
    | tolower(c) | 当 c 是大写字母，输出对应的小写字母；否则原样输出 c |
    | toupper(c) | 当 c 是小写字母，输出对应的大写字母；否则原样输出 c |

• 遍历字符串：使用范围for（range for）语句： for (auto c: str)，或者 for (auto &c: str)使用引用直接改变字符串中的字符。 （C++11）

• str[x],[]输入参数为string::size_type类型，给出int整型也会自动转化为该类型

vector

• vector是一个容器，也是一个类模板；
• #include <vector> 然后 using std::vector;
• 容器：包含其他对象。
• 类模板：本身不是类，但可以实例化instantiation出一个类。 vector 是一个模板， vector<int> 是一个类型。
• 通过将类型放在类模板名称后面的尖括号中来指定类型，如 vector<int> ivec。

定义和初始化vector对象

初始化 vector 对象的方法

• 列表初始化： vector<string> v{"a", "an", "the"}; （C++11）

向vector对象中添加元素

• v.push_back(e) 在尾部增加元素。

其他vector操作

vector 支持的操作：

• 范围for语句内不应该改变其遍历序列的大小。
• vector 对象（以及string对象）的下标运算符，只能对确知已存在的元素执行下标操作，不能用于添加元素。

迭代器iterator

• 所有标准库容器都可以使用迭代器。
• 类似于指针类型，迭代器也提供了对对象的间接访问。

使用迭代器

• vector<int>::iterator iter。
• auto b = v.begin(); 返回指向第一个元素的迭代器。
• auto e = v.end(); 返回指向最后一个元素的下一个（哨兵，尾后,one past the end）的迭代器（off the end）。
• 如果容器为空， begin() 和 end() 返回的是同一个迭代器，都是尾后迭代器。
• 使用解引用符 * 访问迭代器指向的元素。
• 养成使用迭代器和!=的习惯（泛型编程）。
• 容器：可以包含其他对象；但所有的对象必须类型相同。
• 迭代器（iterator）：每种标准容器都有自己的迭代器。C++倾向于用迭代器而不是下标遍历元素。
• const_iterator：只能读取容器内元素不能改变。
• 箭头运算符： 解引用 + 成员访问，it->mem 等价于 (*it).mem
• 谨记：但凡是使用了迭代器的循环体，都不要向迭代器所属的容器添加元素。

标准容器迭代器的运算符:

迭代器运算

vector 和 string 迭代器支持的运算：

• difference_type：保证足够大以存储任何两个迭代器对象间的距离，可正可负。

数组

• 相当于vector的低级版，长度固定。

定义和初始化内置数组

• 初始化：char input_buffer[buffer_size];，长度必须是const表达式，或者不写，让编译器自己推断。
• 数组不允许直接赋值给另一个数组。

访问数组元素

• 数组下标的类型：size_t 。
• 字符数组的特殊性：结尾处有一个空字符，如 char a[] = "hello"; 。
• 用数组初始化 vector： int a[] = {1,2,3,4,5}; vector<int> v(begin(a), end(a)); 。

数组和指针

• 使用数组时，编译器一般会把它转换成指针。
• 标准库类型限定使用的下标必须是无符号类型，而内置的下标可以处理负值。
• 指针访问数组：在表达式中使用数组名时，名字会自动转换成指向数组的第一个元素的指针。

C风格字符串

• 从C继承来的字符串。
• 用空字符结束（\0）。'
• 对大多数应用来说，使用标准库 string 比使用C风格字符串更安全、更高效。
• 获取 string 中的 cstring ： const char *str = s.c_str(); 。

C标准库String函数，定义在 <cstring> 中：

尽量使用vector和迭代器，少用数组

多维数组

• 多维数组的初始化： int ia[3][4] = {{0,1,2,3}, ...}。
• 使用范围for语句时，除了最内层的循环外，其他所有循环的控制变量都应该是引用类型。

指针vs引用

• 引用总是指向某个对象，定义引用时没有初始化是错的。
• 给引用赋值，修改的是该引用所关联的对象的值，而不是让引用和另一个对象相关联。

指向指针的指针

• 定义： int **ppi = π
• 解引用：**ppi

动态数组

• 使用 new 和 delete 表达和c中 malloc 和 free 类似的功能，即在堆（自由存储区）中分配存储空间。
• 定义： int *pia = new int[10];, 10可以被一个变量替代。
• 释放： delete [] pia;，注意不要忘记[]。