C++复习笔记--STL的string容器和vector容器

1--string容器

string 本质上是一个类，其不同于指针 char*，string 类的内部封装了 char*，用于管理字符串，是一个 char* 型的容器；

1-1--string构造函数

string 的构造函数原型：

string(); // 创建一个空的字符串
string(const char* s); // 使用字符串 s 进行初始化
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 进行初始化；

代码实例：

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){// string();  // 创建一个空的字符串std::string s1;// string(const char* s); // 使用字符串 s 进行初始化const char* str = "hello world";std::string s2(str);// string(const string& str); // 使用一个 string 对象初始化另一个 string 对象；std::string s3(s2);// string(int n, char c);  // 使用 n 个字符 c 进行初始化；std::string s4(10, 'a');std::cout << "s1: " << s1 << std::endl;std::cout << "s2: " << s2 << std::endl;std::cout << "s3: " << s3 << std::endl;std::cout << "s4: " << s4 << std::endl;return 0;
}

1-2--string赋值操作

string 赋值操作的函数原型：

string& operator=(const char* s); // 将 char* 类型的字符串赋值给当前字符串
string& operator=(const string &s); // 将字符串 s 赋给当前的字符串
string& operator=(char c); // 将字符 c 赋给当前的字符串
string& assign(const char *s); // 将字符串 s 赋给当前字符串
string& assign(const char *s, int n); // 将字符串 s 的前 n 个字符赋给当前的字符串
string& assign(const string &s); // 将字符串 s 赋给当前字符串
string& assign(int n, char c); // 将 n 个字符 c 赋给当前字符串

代码实例：

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){// string& operator=(const char* s); // 将 char* 类型的字符串赋值给当前字符串std::string str1;str1 = "hello world";std::cout << "str1 = " << str1 << std::endl;// string& operator=(const string &s); // 将字符串 s 赋给当前的字符串std::string str2;str2 = str1;std::cout << "str2 = " << str2 << std::endl;// string& operator=(char c); // 将字符 c 赋给当前的字符串std::string str3;str3 = 'a';std::cout << "str3 = " << str3 << std::endl;// string& assign(const char *s); // 将字符串 s 赋给当前字符串std::string str4;str4.assign("hello C++");std::cout << "str4 = " << str4 << std::endl;// string& assign(const char *s, int n); // 将字符串 s 的前 n 个字符赋给当前的字符串std::string str5;str5.assign("hello C++", 5);std::cout << "str5 = " << str5 << std::endl;// string& assign(const string &s); // 将字符串 s 赋给当前字符串std::string str6;str6.assign(str5);std::cout << "str6 = " << str6 << std::endl;// string& assign(int n, char c); // 将 n 个字符 c 赋给当前字符串std::string str7;str7.assign(10, 'w');std::cout << "str7 = " << str7 << std::endl;return 0;
}

1-3--string字符串拼接

string 实现在字符串末尾拼接字符串，其函数原型如下：

string& operator+=(const char* str); // 重载+=操作符来拼接
string& operator+=(const char c); // 重载+=操作符来拼接
string& operator+=(const string& str); // 重载+=操作符来拼接
string& append(const char *s); // 把字符串 s 拼接到当前字符串末尾
string& append(const char *s, int n); // 把字符串 s 的前 n 个字符拼接到当前字符串末尾
string& append(const string &s); // 把字符串 s 拼接到当前字符串末尾
string& append(const string &s, int pos, int n); // 把字符串 s 从 pos 位置开始截取 n 个字符，拼接到当前字符串末尾

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){std::string str1 = "I";str1 += " Love sleeping";std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;std::string str2 = " and eating.";str1 += str2;std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;std::string str3 = "I";str3.append(" Love");std::cout << "str3: " << str3 << std::endl;str3.append(" game abcd", 5); // 前 n 个字符std::cout << "str3: " << str3 << std::endl;str3.append(str2, 0, 4); // 截取字符串规定位置作为拼接； 第2个参数表示截取的起始位置，第3个参数表示截取字符的个数std::cout << "str3: " << str3 << std::endl;return 0;
}

1-4--string查找与替换

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第一次出现的位置，从pos开始查找；
int find(const char* s, int pos = 0) const; // 查找s第一次出现的位置，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；
int find(const char c, int pos = 0) const; // 查找字符c第一次出现的位置；
int rfind(const string& str, int pos = npos) const; // 查找str第一次出现的位置，从pos开始查找；(从右往左)
int rfind(const char* s, int pos = npos) const; // 查找s出现的位置，从pos开始查找；(从右往左)
int rfind(const char* s, int pos, int n) const; // 从 pos 位置查找s的前n个字符；(从右往左)
int rfind(const char c, int pos = 0) const; // 查找字符c出现的位置；(从右往左)
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n个字符为字符串s

代码实例：

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){std::string str1  = "abcdabcd";// 从左往右查找int pos = str1.find("cd");if (pos == -1){std::cout << "The dst string is not exist";}else{std::cout << "Find the string, the start pos is: " << pos << std::endl;}// 从右往左查找int pos2 = str1.rfind("cd");if (pos2 == -1){std::cout << "The dst string is not exist";}else{std::cout << "Find the string, the start pos is: " << pos2 << std::endl;}// 替换std::string str2 = "abcdefg";str2.replace(1, 3, "123456"); // 先在原字符串从位置 1 开始删除 3 个字符，再将目标字符串复制到原字符串std::cout << "str2: " << str2 << std::endl;return 0;
}

1-5--string字符串比较

字符串比较是按字符的 ASCII 码进行比较，有以下三种情况：① =，返回 0； ② ＞，返回1；③ ＜，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

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){std::string str1 = "C++";std::string str2 = "C++";if(str1.compare(str2) == 0){std::cout << "str1 == str2" << std::endl;}else if(str1.compare(str2) > 0){std::cout << "str1 > str2" << std::endl;}else{std::cout << "str1 < str2" << std::endl;}return 0;
}

1-6--string字符串存取

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

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){std::string str1 = "Hello";std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;// 通过[]访问单个字符for(int i = 0; i < str1.size(); i++){std::cout << str1[i] << " ";}std::cout << std::endl;// 通过at访问单个字符for(int i = 0; i < str1.size(); i++){std::cout << str1.at(i) << " ";}std::cout << std::endl;// 修改单个字符str1[0] = 'A';str1.at(1) = 'B';std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;return 0;
}

1-7--string字符串插入和删除

对 string 字符串进行插入和删除字符操作，其函数原型如下：

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

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){std::string str1 = "Hello";std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;// 插入字符串str1.insert(1, "AAA"); // 第一个参数表示插入的位置，第二个参数表示插入的字符串std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;// 删除字符串str1.erase(1, 3); // 第一个参数表示删除的位置，第二个参数表示删除的个数std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;return 0;
}

1-8--获取string子串

在规定位置截取string字符串的子串，其函数原型如下：

std::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

#include <iostream>
#include <string>
int main(int argc, char* argv[]){std::string str1 = "[e-mail]";int pos = str1.find("@");std::string subStr = str1.substr(0, pos);std::cout << "subStr = " << subStr << std::endl;return 0;
}

2--vector容器

vector 数据结构与数组类似，被称为单端数组；

vector 与普通数组的区别在于：普通数组时静态空间，而 vector 可以动态扩展；

2-1--vector构造函数

用于创建 vector 容器，其函数原型如下：

vector<T> v; // 默认构造函数
vector(v.begin(), v.end()); // 将v[begin(), end()]区间中的元素拷贝到容器
vector(n, elem); // 构造函数将n个elem拷贝到容器
vector(const vector &vec); // 拷贝构造函数

# include <iostream>
# include <vector>
// # include <string>
// # include <algorithm> // 标准算法的头文件void printVector(std::vector<int> &v){for(std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;
}void test01(){std::vector<int>v1; // 默认构造for(int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);std::vector<int>v2(v1.begin(), v1.end()); // 利用区间进行构造printVector(v2);// n 个 elem 方式构造std::vector<int>v3(10, 100); // 10个100printVector(v3);//拷贝构造std::vector<int>v4(v3);printVector(v4);
}int main(){test01();return 0;
}

2-2--vector赋值操作

vector容器赋值操作的函数原型如下：

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容器
assign(n, elem); // 将n个elem拷贝赋值给容器

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

2-3--vector容器的容量和大小

通过以下函数可以对vector容器的容量和大小进行操作：

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将会被删除；
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将会被删除；

# include <iostream>
# include <vector>
// # include <string>
// # include <algorithm> // 标准算法的头文件void printVector(std::vector<int> &v){for(std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;
}void test01(){std::vector<int>v1; for(int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}printVector(v1);if(v1.empty()){std::cout << "The vector is empty" << std::endl;}else{std::cout << "The vector is not empty" << std::endl;std::cout << "The capacity is: " << v1.capacity() << std::endl;std::cout << "The size is:" << v1.size() << std::endl;}// resizev1.resize(15);printVector(v1); // 默认以0填充v1.resize(20, 1);printVector(v1);v1.resize(10);printVector(v1);}int main(){test01();return 0;
}

2-4--vector的插入和删除

通过以下函数实现对vector容器的插入和删除：

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

# include <iostream>
# include <vector>
// # include <string>
// # include <algorithm> // 标准算法的头文件void printVector(std::vector<int> &v){for(std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;
}void test01(){std::vector<int>v1; // 尾插v1.push_back(10);v1.push_back(20);v1.push_back(30);printVector(v1);// 尾删v1.pop_back();printVector(v1);// 插入v1.insert(v1.begin(), 1);printVector(v1);v1.insert(v1.begin(), 2, 66); // 开头插入2个66printVector(v1);v1.erase(v1.begin());printVector(v1);v1.erase(v1.begin(), v1.end() - 1);printVector(v1);v1.clear();printVector(v1);
}int main(){test01();return 0;
}

2-5--vector数据存取

使用以下函数可以实现对vector容器的数据存取：

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

# include <iostream>
# include <vector>
// # include <string>
// # include <algorithm> // 标准算法的头文件void printVector(std::vector<int> &v){for(std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;
}void test01(){std::vector<int>v1; for(int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}// 通过[]访问for(int i = 0; i < v1.size(); i++){std::cout<< v1[i] << " ";}std::cout << std::endl;// 通过at访问for(int i = 0; i < v1.size(); i++){std::cout<< v1.at(i) << " ";}std::cout << std::endl;// 获取第一个元素std::cout << "The first elem is: " << v1.front() << std::endl;// 获取最后一个元素std::cout << "The last elem is: " << v1.back() << std::endl;}int main(){test01();return 0;
}

2-6--vector容器互换

通过以下函数实现两个容器的互换：

swap(vec); // 将vec容器的元素和原来容器的元素进行互换；

# include <iostream>
# include <vector>
// # include <string>
// # include <algorithm> // 标准算法的头文件void printVector(std::vector<int> &v){for(std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;
}void test01(){std::vector<int>v1; for(int i = 0; i < 10; i++){v1.push_back(i);}std::vector<int> v2;for(int i = 10; i > 0; i--){v2.push_back(i);}std::cout << "互换前: " << std::endl;printVector(v1);printVector(v2);std::cout << "互换后: " << std::endl;v1.swap(v2);printVector(v1);printVector(v2);}void test02(){std::vector<int>v1; for(int i = 0; i < 100000; i++){v1.push_back(i);}std::cout << "v1.capacity: " << v1.capacity() << std::endl;std::cout << "v1.size: " << v1.size() << std::endl;v1.resize(3); // 重新指定大小，但容量并没有减少std::cout << "v1.capacity: " << v1.capacity() << std::endl;std::cout << "v1.size: " << v1.size() << std::endl;// 使用swap收缩内存std::vector<int>(v1).swap(v1); // std::vector<int>(v1)匿名对象std::cout << "v1.capacity: " << v1.capacity() << std::endl;std::cout << "v1.size: " << v1.size() << std::endl;}int main(){test02();return 0;
}

2-7--vector预留空间

通过预留空间可以减少vector在动态扩展容量时的扩展次数；

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；

# include <iostream>
# include <vector>
// # include <string>
// # include <algorithm> // 标准算法的头文件void printVector(std::vector<int> &v){for(std::vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++){std::cout << *it << " ";}std::cout << std::endl;
}void test01(){std::vector<int>v1; int num1 = 0; // 统计开辟次数int *p1 = NULL;for(int i = 0; i < 100000; i++){v1.push_back(i);if(p1 != &v1[0]){p1 = &v1[0];num1++;}}std::cout << "num: " << num1 << std::endl;// 利用reserve()预留空间std::vector<int>v2; v2.reserve(100000);int num2 = 0; // 统计开辟次数int *p2 = NULL;for(int i = 0; i < 100000; i++){v2.push_back(i);if(p2 != &v2[0]){p2 = &v2[0];num2++;}}std::cout << "num: " << num2 << std::endl;
}int main(){test01();return 0;
}