C++ 学习笔记（3）命名空间using、字符串、string、vector、迭代器、数组

参考书籍：《C++ Primer 5th》

3.1 命名空间的using声明

• 头文件不应该包含using声明：如果有，那么每个使用了该头文件的文件都会有这个声明，容易造成冲突。

3.2 标准库类型string

3.2.1 定义和初始化string对象

• 直接初始化：使用构造函数。
• 拷贝初始化：使用赋值符号（=）。

3.2.2 string对象上的操作

• 头文件：。在标准命名空间std下。

• 读操作时，string对象会自动忽略开头的空白（空格符、换行符、制表符），从第一个正在字符读起，知道遇到下一处空白为止。

  • 使用std::getline()读取一行：直到遇到换行符为止（换行符也读进去了），然后把内如存入string对象中去（换行符不存）。

std::string line;                       // 字符串
while (getline(std::cin, line))         // 每次读一行，直到文件末端
    std::cout<< line << std::endl;      // 输出。endl：结束当前行并刷新显示缓冲区

• string::size_type：无符号类型。string::size()的返回值，如果用了这个函数，就不要再使用int，避免混用 int 和 unsigned 可能带来的问题。

3.2.3 处理string对象中的字符

• 使用for循环处理每个字符，如果要修改字符需要把循环变量定义为引用类型。

for (auto &c : s)       // 遍历字符串s，每个字符c的引用
    c = toupper(c); // 将所有字符转换到大写

3.3 标准库类型vector

3.3.1 定义和初始化vector对象

• 列表初始化：如果确认无法执行列表初始化，编译器会尝试使用默认值初始化vector对象。

vector<int> v1(10);             // 10个元素，都为0
vector<int> v2{ 10 };           // 1个元素，为10

vector<int> v3(10, 1);          // 10个元素，都为1
vector<int> v4{ 10, 1 };        // 2个元素，为10和1

vector<string> v5("hi");        // 错误！不能使用字符串字面量初始化
vector<string> v6{ "hi" };      // 1个元素，为“hi”

vector<string> v7{ 10 };        // 有10个默认初始化元素（无法使用列表初始化，编译器尝试使用默认值，下同。）
vector<string> v8{ 10, "hi" };  // 有10个值为“hi”的元素

3.3.3 其他vector操作

3.4 迭代器介绍

3.4.1 使用迭代器

• 使用了迭代器的循环体，都不要向迭代器所属容器添加元素（会使迭代器失效）。
• 迭代器都拥有begin和end成员。end表示容器“尾元素的下一个位置（one past the end）”的迭代器，也称尾后迭代器（off-the-end iterator）。如果容器为空，begin和end放回的是同一个迭代器。

• 如果vector或string对象是一个常量，只能使用const iterator。

3.4.2 迭代器运算

• 两个迭代器相减得到的距离：difference_type 的带符号整形数。

3.5 数组

3.5.1 定义和初始化内置数组

unsigend cnt = 42;              // 非常量表达式
constexpr unsigned sz = 42;     // 常量表达式

int arr[10];                        // 含有10个数的数组
int *pass[sz];                      // 含有42个整形指针的数组

string bad[cnt];                    // 错误：cnt不是常量
string strs[get_size()];            // 当get_size()为constexpr时正确，否则错误

const int& a = 10;              // 常引用，还是变量
int b[a];                           // 错误：a还是变量

• 数组的元素应为对象，不存在引用的数组。
• 字符数组的结尾包含一个空字符，需要占用字节的。

int *prts[10];                  // 含有10个整形指针
int &refs[10];                  // 错误：不存在引用的数组
int (*parray)[10] = &arr;           // 指针，指向数组
int (&arrRef)[10] = arr;            // 引用，数组的引用
int *(&arry)[10] = ptrs;            // 数组的引用，该数组含有10个整形指针

3.5.3 指针和数组

• 使用数组的时候，编译器一般会把它转换成指针。
• 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 nums[] = {1, 2, 3}; 
int *p1 = &nums[0];     // 指针指向nums的第一个元素
int *p2 = nums;         // 同上。

auto p3(nums);          // p3 的类型是整形指针。

decltype(nums) arr;     // arr 的类型是整形数组。

int ia[] = { 1,2,3,4 };
int *beg = begin(ia);       // 使用std::begin()，来获取数组的迭代器。
int *last = end(ia);

• 两个指针相减表示距离。名为ptrdiff_t的有符号标准库类型。
• 数组的下标，可以是负值。 vector、string下标为无符号类型（size_type）。

3.5.4 C风格字符串

• 一般不负责验证其字符串参数（如：字符串没有以空字符结尾，一些函数使用会报错）。

• 两个C风格字符串上，实际比较的是指针而非字符串本身。（string类型有重载比较符）。

3.5.5 与旧代码的接口

• string::c_str()，将string返回一个C风格字符串，类型是const char *。
• 无法保证c_str函数返回的数组一直有效，如果改变了调用的string对象，会让之前返回的数组失效。想保持原来的数组，可以重新拷贝一份。

3.6 多维数组

int a[3][4] = { {0},{1},{2} };  // 显示初始化每行第一个元素（第一列）
int b[3][4] = { 1,3,5,6 };      // 显示初始化第一行元素

• 要使用for语句处理多维数组时，除了最内层的循环外，其他循环的控制变量都应该是引用类型。

for (auto & row : a)            // int (&row)[4]，第一维的引用
    for (auto & col : row)      // int &col，数值的引用，以便修改原始值
        col *= 2;

for (auto & row : a)            // 同样需要引用，避免数组转换成指针
    for (auto col : row)        // 不用引用，因为不需要修改原始值
        cout << col << endl;        

for (auto row : a)              // int *row
    for (auto col : row)        // 错误:无法遍历指针
        cout << col << endl;