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3 STL- 常用容器

3.1 string容器

3.1.1 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string
​
    cout << "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

3.1.3 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

3.1.4 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

3.1.5 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

3.1.6 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

3.1.7 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

3.1.8 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;//h111ello
​
    str.erase(1, 3);  //从1号位置开始3个字符
    cout << str << endl;//hello
}
​
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

3.1.9 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

3.2 vector容器

3.2.1 vector基本概念

功能：

• vector数据结构和数组非常相似，也称为单端数组

vector与普通数组区别：

• 不同之处在于数组是静态空间，而vector可以动态扩展

动态扩展：

• 并不是在原空间之后续接新空间，而是找更大的内存空间，然后将原数据拷贝新空间，释放原空间
• vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器

3.2.2 vector构造函数

功能描述：

• 创建vector容器

函数原型：

• vector<T> v; //采用模板实现类实现，默认构造函数
• vector(v.begin(), v.end()); //将v[begin(), end())区间中的元素拷贝给本身。
• vector(n, elem); //构造函数将n个elem拷贝给本身。
• vector(const vector &vec); //拷贝构造函数。

示例：

#include <vector>
​
void printVector(vector<int>& v) {
​
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
​
void test01()
{
    vector<int> v1; //无参构造
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
​
    vector<int> v2(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v2);
​
    vector<int> v3(10, 100);
    printVector(v3);
    
    vector<int> v4(v3);
    printVector(v4);
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结： vector的多种构造方式没有可比性，灵活使用即可

3.2.3 vector赋值操作

功能描述：

• 给vector容器进行赋值

函数原型：

• vector& operator=(const vector &vec);//重载等号操作符

• assign(beg, end); //将[beg, end)区间中的数据拷贝赋值给本身。
• assign(n, elem); //将n个elem拷贝赋值给本身。

示例：

#include <vector>
​
void printVector(vector<int>& v) {
​
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
​
//赋值操作
void test01()
{
    vector<int> v1; //无参构造
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
​
    vector<int>v2;
    v2 = v1;
    printVector(v2);
​
    vector<int>v3;
    v3.assign(v1.begin(), v1.end());
    printVector(v3);
​
    vector<int>v4;
    v4.assign(10, 100);
    printVector(v4);
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结： vector赋值方式比较简单，使用operator=，或者assign都可以

3.2.4 vector容量和大小

功能描述：

• 对vector容器的容量和大小操作

函数原型：

• empty(); //判断容器是否为空

• capacity(); //容器的容量

• size(); //返回容器中元素的个数

• resize(int num); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以默认值填充新位置。

  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除。

• resize(int num, elem); //重新指定容器的长度为num，若容器变长，则以elem值填充新位置。

  //如果容器变短，则末尾超出容器长度的元素被删除

示例：

#include <vector>
​
void printVector(vector<int>& v) {
​
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
​
void test01()
{
    vector<int> v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
    if (v1.empty())
    {
        cout << "v1为空" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "v1不为空" << endl;
        cout << "v1的容量 = " << v1.capacity() << endl;
        cout << "v1的大小 = " << v1.size() << endl;
    }
​
    //resize 重新指定大小 ，若指定的更大，默认用0填充新位置，可以利用重载版本替换默认填充
    v1.resize(15,10);
    printVector(v1);
​
    //resize 重新指定大小 ，若指定的更小，超出部分元素被删除
    v1.resize(5);
    printVector(v1);
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结：

• 判断是否为空 --- empty
• 返回元素个数 --- size
• 返回容器容量 --- capacity
• 重新指定大小 --- resize

3.2.5 vector插入和删除

功能描述：

• 对vector容器进行插入、删除操作

函数原型：

• push_back(ele); //尾部插入元素ele
• pop_back(); //删除最后一个元素
• insert(const_iterator pos, ele); //迭代器指向位置pos插入元素ele
• insert(const_iterator pos, int count,ele);//迭代器指向位置pos插入count个元素ele
• erase(const_iterator pos); //删除迭代器指向的元素
• erase(const_iterator start, const_iterator end);//删除迭代器从start到end之间的元素
• clear(); //删除容器中所有元素

示例：

#include <vector>
​
void printVector(vector<int>& v) {
​
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
​
//插入和删除
void test01()
{
    vector<int> v1;
    //尾插
    v1.push_back(10);
    v1.push_back(20);
    v1.push_back(30);
    v1.push_back(40);
    v1.push_back(50);
    printVector(v1);
    //尾删
    v1.pop_back();
    printVector(v1);
    //插入
    v1.insert(v1.begin(), 100);
    printVector(v1);
​
    v1.insert(v1.begin(), 2, 1000);
    printVector(v1);
​
    //删除
    v1.erase(v1.begin());
    printVector(v1);
​
    //清空
    v1.erase(v1.begin(), v1.end());
    v1.clear();
    printVector(v1);
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结：

• 尾插 --- push_back
• 尾删 --- pop_back
• 插入 --- insert (位置迭代器)
• 删除 --- erase （位置迭代器）
• 清空 --- clear

3.2.6 vector数据存取

功能描述：

• 对vector中的数据的存取操作

函数原型：

• at(int idx); //返回索引idx所指的数据
• operator[]; //返回索引idx所指的数据
• front(); //返回容器中第一个数据元素
• back(); //返回容器中最后一个数据元素

示例：

#include <vector>
​
void test01()
{
    vector<int>v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
​
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    {
        cout << v1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
​
    for (int i = 0; i < v1.size(); i++)
    {
        cout << v1.at(i) << " ";
    }
    cout << endl;
​
    cout << "v1的第一个元素为： " << v1.front() << endl;
    cout << "v1的最后一个元素为： " << v1.back() << endl;
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结：

• 除了用迭代器获取vector容器中元素，[ ]和at也可以
• front返回容器第一个元素
• back返回容器最后一个元素

3.2.7 vector互换容器

功能描述：

• 实现两个容器内元素进行互换

函数原型：

• swap(vec); // 将vec与本身的元素互换

示例：

#include <vector>
​
void printVector(vector<int>& v) {
​
    for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
        cout << *it << " ";
    }
    cout << endl;
}
​
void test01()
{
    vector<int>v1;
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        v1.push_back(i);
    }
    printVector(v1);
​
    vector<int>v2;
    for (int i = 10; i > 0; i--)
    {
        v2.push_back(i);
    }
    printVector(v2);
​
    //互换容器
    cout << "互换后" << endl;
    v1.swap(v2);
    printVector(v1);
    printVector(v2);
}
​
void test02()
{
    vector<int> v;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
    }
​
    cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
​
    v.resize(3);
​
    cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
​
    //收缩内存
    vector<int>(v).swap(v); //匿名对象
​
    cout << "v的容量为：" << v.capacity() << endl;
    cout << "v的大小为：" << v.size() << endl;
}
​
int main() {
​
    test01();
​
    test02();
​
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结：swap可以使两个容器互换，可以达到实用的收缩内存效果

3.2.8 vector预留空间

功能描述：

• 减少vector在动态扩展容量时的扩展次数

函数原型：

• reserve(int len);//容器预留len个元素长度，预留位置不初始化，元素不可访问。

示例：

#include <vector>
​
void test01()
{
    vector<int> v;
​
    //预留空间
    v.reserve(100000);
​
    int num = 0;
    int* p = NULL;
    for (int i = 0; i < 100000; i++) {
        v.push_back(i);
        if (p != &v[0]) {
            p = &v[0];
            num++;
        }
    }
​
    cout << "num:" << num << endl;
}
​
int main() {
​
    test01();
    
    system("pause");
​
    return 0;
}

总结：如果数据量较大，可以一开始利用reserve预留空间

​