C++ Primer 第九章顺序容器

Posted 2020-06-20 shadowhu

一、综述

<vector>：可变大小数组。支持快速随机访问。在尾部之外的位置插入或删除元素可能很慢。

<deque>：双端队列。支持快速随机访问。在头尾位置插入/删除速度很快。

<list>：双向链表。只支持双向顺序访问。在list中任何位置进行插入/删除操作速度都很快。

<forward_list>：单向链表。只支持单向顺序访问。在链表任何位置进行插入/删除操作速度都很快。

<array>：固定大小数组。支持快速随机访问。不能添加或删除元素。

<string>：与vector相似的容器，但专门用于保存字符。随机访问快。在尾部插入/删除速度快。

 

通常用vector是最好的选择。其次list。

 

二、迭代器

1. begin指向首元素，end指向尾元素之后。

• begin == end，vector为空
• begin != end，至少有一个元素

 

• 类型是iterator
• cbegin和cend的类型是const_iterator（不需要做写访问时 ）
• rbegin和rend的类型是reverse_iterator
• 还有crbegin => const_reverse_iterator

 

2. 定义一个迭代器

　　vector<int>::iterator iter;

 

三、容器的定义和初始化

• vector<int> vec1(vec2);

　　　vector<int>vec1 = vec2;  【将vec1初始化为vec2的拷贝

• vector<string> svec{"a", "b", "c"};
• vector<string> svec={"a", "b", "c"};    【将vec初始化为列表中的元素拷贝
• vector<int> vec1(b, e);    【初始化为迭代器b, e（直到但不包括）之中的元素拷贝
• vector<int> seq(n);    【seq包含n个元素
• vector<int> seq(n, t);    【seq包含n个值为t的元素

 

特殊：定义array

array<int, 42>;    【要指定大小，包含42个int的数组

 

四、赋值与swap

• array<int, 10> = {0};    【全置为0
• array<int, 10> = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};    【列表赋值
• swap(c1, c2);

　　　c1.swap(c2);    【交换c1与c2，比拷贝快，

• 只要类型一样就可以，连同size完全交换
• 迭代器、指针、引用还是在原来的容器上，不会跟着交换

 

特别的：对于顺序容器，assign

vectorString.assign(listChar.begin(), listChar.end()); 【将一个char型的list拷贝到string型的vector里

 

五、顺序容器的操作

1. 添加元素（非array，因为array固定大小，forward_list比较特殊）

• c.push_back(t);    【在c的尾部添加一个值为t或者由args创建的元素。return void

　　　c.emplace_back(args);    【forward_list不支持push_back

• c.push_front(t);    【vector和string不支持push_front，但是可以用insert插入到c.begin()之前

　　　c.emplace_front(args);    【在c的头部添加一个值为t或者由args创建的元素。return void

• c.insert(p, t);

　　　c.emplace(p, args);    【在迭代器p指向的元素之前插入一个值为t或者由args创建的元素。返回新添加元素的迭代器。

• c.insert(p, n, t);    【在迭代器p指向的元素之前插入n个值为t的元素。返回新添加的第一个元素的迭代器，若n=0，则返回p

　　　c.insert(p, b, e);    【将迭代器b和e指定的范围内的元素插入到迭代器p之前

　　　c.insert(p, il);    【il是一个花括号包围的元素值列表，将这些定值插入到迭代器p之前

 

特别的：使用insert的返回值，可以在一个特定的位置反复插入一个值。

while(cin>>word)

　　iter = lst.insert(iter, word);

 

2. 访问元素

• c.back();    【返回尾元素的引用

　　　c.front();    【返回收元素的引用

• c[n];    【也可以直接用下标。适用于string, vector, deque, array

　　　c.at(n);    【好像和上面差不多，但如果越界会抛出out_of_range异常

 

3. 删除元素

• c.pop_back();    【删除c的尾元素，返回void。forward_list不支持

　　　c.pop_front();    【删除c的首元素，返回void。vector和string不支持

• c.erase(p);    【删除迭代器p指向的元素，返回被删元素之后的迭代器

　　　c.erase(b, e);    【删除迭代器b, e中间的元素，返回e后的迭代器

• c.clear();    【清空c，返回void

 

4. 改变容器大小

• c.resize(n);    【如果n比原本的size要大，多出来的值初始化；要小就直接删除
• c.resize(n, t);    【新添加的元素用t来初始化

 

另外：在对改变了容器的大小以后，迭代器、指针、引用可能会失效。所以应保证每次改变容器的操作之后都正确地重新定位迭代器。且，不要保存end返回的迭代器。

 

六、关于vector与string

1. vector的增长方式是由系统分配比需求空间更大的内存空间当作备用。

• c.shrink_to_fit();    【将capacity()减少为与size()相同大小（只是请求，并不保证退还内存。只适用于vector、string、deque
• c.capacity();    【不重新分配空间的话，c可以保存多少元素   只适用于vector、string
• c.reserve(n);    【通知容器它应该准备保存多少元素。如果需求大于当前空间，则分配一样或更大的空间；如果小，就什么也不做。

 

2. 构造string的其他方法：

• string s(cp, n);    【cp是char型指针，s是cp指向的前n个字符的拷贝
• string s(s2, pos2);    【s是s2从下标pos2开始的字符的拷贝
• string s(s2, pos2, len2);    【s是s2从下标pos2开始的len2个字符的拷贝

 

3. substr：（相当于python的切片

• s.substr(pos, n);    【从pos开始的n个字符的拷贝，n默认为是从pos到末尾

 

4. string的其他操作

• insert、erase可以接受下标的版本
• insert、assign可以接受char字符数组
• s.append(args);    【在末尾添加
• s.replace(pos, n, args);    【在pos后删除n个字符，用args替换，args的长度可以大于n

 

5. string的搜索（返回指定字符的下标，没有返回npos

• s.find(args);    【在s中精确查找args第一次出现的位置
• s.rfind(args);    【在s中精确查找args最后一次出现的位置
• s.find_first_of(args);    【在s里查找第一次出现args里字符的位置
• s.find_last_of(args);    【在s里查找最后一次出现args里字符的位置
• s.find_first_not_of(args);    【在s里查找第一次没出现args里字符的位置
• s.find_last_not_of(args);    【在s里查找最后一次没出现args里字符的位置

args的形式：

c, pos	pos开始查找字符c， pos默认0
s2, pos	pos开始查找字符串s2
cp, pos	pos开始查找cp指向的C风格字符串
cp, pos, n	pos开始查找cp指向的数组前n个字符

循环查找s中所有出现numbers的位置：

while( (pos = s.find_first_of(numbers, pos) ) != string::npos){

　　process();

　　++pos;

}

 

6. compare函数：（s.compare(args);

参数形式：

s2	比较s与s2
pos1, n1, s2	将s中pos2开始的n1个字符与s2比较
pos1, n1, s2, pos2, n2	将s中pos1开始的n1个字符与s2中pos2开始的n2个字符比较
cp	比较s与cp指向的直到空字符
pos1, n1, cp	s中从pos1开始的n1个字符与cp指向直到空字符的比较
pos1, n1, cp, n2	s中从pos1开始的n1个字符与cp指向的n2个字符的比较

 

7. 数值转换

to_string(val);	val可以是任意算数形式
stoi(s, p, b); stol(s, p, b); stoul(s, p, b); stoll(s, p, b); stoull(s, p, b);	都是string转换为整型，unsigned、long。 p是size_t型指针，用来保存第一个非数值型字符的下标。 默认0，即不保存。 b是转换用的基数，默认10。
stof(s, p); stod(s, p); stold(s, p);	string 转换为float和double，p同上（但是不知道怎么用==

 

七、容器适配器

三个顺序容器适配器：stack、queue、priority_queue

• 默认情况下，stack和queue是基于deque实现的，priority_queue是基于vector；
• 但是因为stack只需push_back等，所以除了array、forward_list都可以建造；
• queue需要push_front等，所以不能用vector；
• priority_queue需要随机访问，所以能构造与vector、deque，不可list。

 

1. stack适配器

s.pop();	pop栈顶，但不返回该元素值
s.push(item); s.emplace();	将item压入栈顶，或者由args建造
s.top();	仅仅返回栈顶元素

用deque等构建了stack以后，就不能用deque的操作了，要用stack自己的操作

 

2. deque适配器（同priority_queue

q.pop();	返回队列首元素，或priority_queue最高优先级元素，但不删除
q.front();	返回首元素或尾元素，但不删除
q.back();	只适用于queue
q.top();	返回最高优先级元素，只适用于priority_queue
q.push(item); q.emplace(args);	在queue的末尾或priority_queue中恰当位置创建一个元素， 值为item或由args创建

priority_queue允许给元素建立优先级