C++ Primer学习笔记——$4 vector类、迭代器、bitset类
2013-03-28 00:55
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explicit vector(); // 默认构造函数,vector对象为空
explicit vector(size_type n, const T& v = T()); // 创建有n个元素的vector对象
vector(const vector& x);
vector(const_iterator first, const_iterator last);
注:vector容器内存放的所有对象都是经过初始化的。如果没有指定存储对象的初始值,那么对于内置类型将用0初始化,对于类类型将调用其默认构造函数进行初始化(如果有其它构造函数而没有默认构造函数,那么此时必须提供元素初始值才能放入容器中)。 举例:
vector<string> v1; // 创建空容器,其对象类型为string类
vector<string> v2(10); // 创建有10个具有初始值(即空串)的string类对象的容器
vector<string> v3(5, "hello"); // 创建有5个值为“hello”的string类对象的容器
vector<string> v4(v3.begin(), v3.end()); // v4是与v3相同的容器(完全复制) vector的操作(下面的函数都是成员函数)
bool empty() const; // 如果为容器为空,返回true;否则返回false
size_type max_size() const; // 返回容器能容纳的最大元素个数
size_type size() const; // 返回容器中元素个数
size_type capacity() const; // 容器能够存储的元素个数,有:capacity() >= size()
void reserve(size_type n); // 确保capacity() >= n
void resize(size_type n, T x = T()); // 确保返回后,有:size() == n;如果之前size()<n,那么用元素x的值补全。 reference front(); // 返回容器中第一个元素的引用(容器必须非空)
const_reference front() const;
reference back(); // 返回容器中最后一个元素的引用(容器必须非空)
const_reference back() const; reference operator[](size_type pos); // 返回下标为pos的元素的引用(下标从0开始;如果下标不正确,则属于未定义行为。
const_reference operator[](size_type pos) const;
reference at(size_type pos); // 返回下标为pos的元素的引用;如果下标不正确,则抛出异常out_of_range
const_reference at(size_type pos) const;
void push_back(const T& x); // 向容器末尾添加一个元素
void pop_back(); // 弹出容器中最后一个元素(容器必须非空) // 注:下面的插入和删除操作将发生元素的移动(为了保持连续存储的性质),所以之前的迭代器可能失效
iterator insert(iterator it, const T& x = T()); // 在插入点元素之前插入元素(或者说在插入点插入元素)
void insert(iterator it, size_type n, const T& x); // 注意迭代器可能不再有效(可能重新分配空间)
void insert(iterator it, const_iterator first, const_iterator last); iterator erase(iterator it); // 删除指定元素,并返回删除元素后一个元素的位置(如果无元素,返回end())
iterator erase(iterator first, iterator last); // 注意:删除元素后,删除点之后的元素对应的迭代器不再有效。 void clear() const; // 清空容器,相当于调用erase( begin(), end()) void assign(size_type n, const T& x = T()); // 赋值,用指定元素序列替换容器内所有元素
void assign(const_iterator first, const_iterator last); const_iterator begin() const; // 迭代序列
iterator begin();
const_iterator end() const;
iterator end(); const_reverse_iterator rbegin() const;
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rend() const;
reverse_iterator rend(); vector对象的比较(非成员函数) 针对vector对象的比较有六个比较运算符:operator==、operator!=、operator<、operator<=、operator>、operator>=。 其中,对于operator==和operator!=,如果vector对象拥有相同的元素个数,并且对应位置的元素全部相等,则两个vector对象相等;否则不等。 对于operator<、operator<=、operator>、operator>=,采用字典排序策略比较。
注:其实只需要实现operator==和operator!=就可以了,其它可以根据这两个实现。因为,operator!=(lhs, rhs) 就是 !(lhs == rhs),operator<=(lhs, rhs) 就是 !(rhs < lhs),operator>(lhs, rhs) 就是 (rhs < lhs),operator>=(lhs, rhs) 就是 !(lhs, rhs)。 vector类的迭代器
vector类的迭代器除了支持通用的前缀自增运算符外,还支持算术运算:it + n、it - n、it2 - it1。注意it2 - it1返回值为difference_type(signed类型)。 注意,任何改变容器大小的操作都可能造成以前的迭代器失效。 应用示例
#include <iostream> #include <cassert> #include <vector> using namespace std; int main() { vector<string> v(5, "hello"); vector<string> v2(v.begin(), v.end()); assert(v == v2); cout<<"> Before operation"<<endl; for(vector<string>::const_iterator it = v.begin(); it < v.end(); ++it) cout<<*it<<endl; v.insert(v.begin() + 3, 4, "hello, world"); cout<<"> After insert"<<endl; for(vector<string>::size_type i = 0; i < v.size(); ++i) cout<<v[i]<<endl; vector<string>::iterator it = v.erase(v.begin() + 3, v.begin() + 6); assert(*it == "hello, world"); cout<<"> After erase"<<endl; for(vector<string>::size_type i = 0; i != v.size(); ++i) cout<<v[i]<<endl; assert(v.begin() + v.size() == v.end()); assert(v.end() - v.size() == v.begin()); assert(v.begin() - v.end() == -vector<string>::difference_type(v.size())); return 0; } |
operator ==:如果两个迭代器指向同一元素,那么返回true;否则返回false。(operator != 类似)bitset模板类template<size_t N>
class bitset; bitset也是类模板,其模板参数N必须是常量表达式(能够在编译时计算出其值),表示bitset类对象的长度(位的个数)。bitset对象用来作为位容器,方便对位的操作,其元素为位。bitset对象元素的位置编号从 0 到 N - 1,对应着位串从低位到高位。bitset类对象的构造它有三个构造函数:bitset(); 初始化所有位都为0
bitset(unsigned long val); 用unsigned long初始化bitset对象,初始化bitset对象为val的位模式。
如果bitset对象的长度小于val的位数,那么val中多余的高位被丢弃;
如果bitset对象的长度大于val的位数,那么bitset对象的高位将被置为0 explicit bitset(const string& str, size_t pos = 0, size_t n = -1); 用string对象中从pos下标开始的n个字符来初始化bitset对象(这些字符必须是0或者1)。如果str.size() < pos,那么将抛出out_of_range异常。如果指定的字符序列[pos, pos + n)中有非0、1字符,那么将抛出invalid_argument异常。如果n > str.size() - pos,就只使用str.size() - pos位来初始化bitset对象。如果指定的字符序列中字符个数比bitset对象位数要多,则只使用前面的字符。 初始化规则:[pos, pos + n)序列中最后一个字符对应着bitset对象的低位(第一位),而第一个字符对应着高位。(这点符合我们看待字符串形式的位串的方式:左边是高位,右边是低位)
举例:
bitset<16> bs1; // bs1有16位,并全部初始化为0bitset<16> bs2(0xFFFF); // bs2有16位,并全部初始化为1
bitset<32> bs3(0xFFFF); // bs3有32位,低16位(0-15)为1,高16位(16-31)为0
bitset<8> bs4(0xFFFF); // bs4有8位,并全部初始化为1string test("111110000011");
bitset<8> bs5(test); // bs5有8位,并且只使用test串的前八个字符"11111000"来初始化,
// 所以0-7位为:0001 1111(注意与源串反向)
bitset<8> bs6(test, 4, 3); // bs6有8位,并且用"100"来初始化,所以0-7位为:0010 0000位的测试bool any() const; // 如果容器内有任意位被置为1,则返回true;否则返回false。
bool none() const; // 如果容器内没有位被置为1,则返回true;否则返回false。
bool test(size_t pos, bool val = true); // 测试位置pos处的位是否为val(默认测试是否为1)
// 如果pos >= size(),那么将抛出异常out_of_rangebool at(size_type pos) const; // 返回指定位;如果pos无效,那么将抛出异常out_of_range。
reference at(size_type pos);
bool operator[](size_type pos) const;
reference operator(size_type pos);
static const size_t bitset_size = N; //容器内的位个数N
size_t size() const; // 返回容器内的位个数N
size_t count() const; // 返回被置为1的位的个数bitset<N>& flip(); // 将容器内所有位全部取反
bitset<N> operator~(); // 返回this->flip();
bitset<N>& flip(size_t pos); // 将位置pos处的位取反;如果pos >= size(),那么将抛出异常out_of_range。bitset<N>& reset(); // 将容器内所有位重置为0
bitset<N>& reset(size_t pos); // 将位置pos处的位置为0;如果pos >= size(),那么将抛出异常out_of_range
bitset<N>& set(); // 将容器内所有位重置为1
bitset<N>& set(size_t pos, bool val = true); // 将位置pos处的位置为val(默认为1);
// 如果pos >= size(),那么将抛出异常out_of_range
unsigned long to_ulong() const; // 返回对应的unsigned long值;如果溢出,则抛出overflow_error
string to_string() const; // 把bitset对象转换成string对象,其规则是:字符串的第一字符对应容器中最后一位。
bool operator ==(const bitset<N>& rhs) const; // 如果两容器的位序列完全相等,则返回true;否则返回false.
bool operator !=(const bitset<N>& rhs) const; // 如果两容器的位序列不完全相等,则返回true;否则返回false。bitset<N>& operator&=(const bitset<N>& rhs); // 位串进行“与”运算
bitset<N>& operator|=(const bitset<N>& rhs); // “或”运算
bitset<N>& operator^=(const bitset<N>& rhs);bitset<N>& operator<<=(size_t pos); // 逻辑左移pos位(向高位方向移动)
bitset<N>& operator>>=(size_t pos); // 逻辑右移pos位(向低位方向移动)
bitset<N> operator<<(size_t pos) const; // 返回 bitset<N>(*this) <<= pos.
bitset<N> operator>>(size_t pos) const; // 返回 bitset<N>(*this) >>= pos.非成员函数
ostream& operator<<(ostream& os, const bitset<N>& x);
相当于调用return os<<x.to_string();
istream& operator>>(istream& is, bitset<N>& x);
相当于调用: string str; is>>str; x = bitset<N>(str); return is;
其中,当从输入流is提取的字符个数已经有N个时,提取结束;当遇到文件尾时,提取结束;当is中当前字符不是0也不是1时,提取结束。
如果没有提取到任何字符就结束了(此时x不变),那么将调用is.setstate(ios_base::failbit)。bitset<N> operator&(const bitset<N>& lhs, const bitset<N>& rhs); // 返回 bitset<N>(lhs) &= rhs.
bitset<N> operator|(const bitset<N>& lhs, const bitset<N>& rhs); // 返回 bitset<N>(lhs) |= rhs.
bitset<N> operator^(const bitset<N>& lhs, const bitset<N>& rhs); // 返回 bitset<N>(lhs) ^= rhs.另外, bitset中的reference定义如下:
class reference {
public:
reference& operator=(bool b};
reference& operator=(const reference& x);
bool operator~() const;
operator bool() const;
reference& flip();
};其使用举例如下:
bitset<8> bs(string("111110000011"));
bs[2] = 0; // 此时bs[0]-bs[7]为00011011
bool b = ~x[2]; // b == 1, bs不变
x[2].flip(); // bs改变:bs[0]-bs[7]为00011111应用示例
#include <iostream> #include <cassert> #include <bitset> using namespace std; int main() { bitset<16> bs1; // bs1有16位,并全部初始化为0 assert(bs1.none()); bitset<16> bs2(0xFFFF); // bs2有16位,并全部初始化为1 assert(bs2.count() == 16); bitset<32> bs3(0xFFFF); // bs3有32位,低16位(0-15)为1,高16位(16-31)为0 assert(bs3.to_ulong() == 0xFFFF); bitset<8> bs4(0xFFFF); // bs4有8位,并全部初始化为1 assert(bs4.count() == 8); string test("111110000011"); bitset<8> bs5(test); // bs5有8位,并且只使用test串的前八个字符"11111000"来初始化, // 所以0-7位为:0001 1111(注意与源串反向) assert(bs5.to_ulong() == 0xF8); bitset<8> bs6(test, 4, 3); // bs6有8位,并且用"100"来初始化,所以0-7位为:0010 0000 assert(bs6.to_ulong() == 0x04); assert((bs5 & bs6) == bitset<8>()); assert((bs5 | bs6) == bitset<8>(string("11111100"))); assert((bs5 ^ bs6) == bitset<8>(string("11111100"))); bs5[1] = 1; // 此时bs[0]-bs[7]为01011111 assert(bs5.to_ulong() == 0xFA); bool b = ~bs5[1]; // b == 0, bs不变 assert(!b); assert(bs5.to_ulong() == 0xFA); bs5[1].flip(); // bs改变:bs[0]-bs[7]为00011111 assert(bs5.to_ulong() == 0xF8); assert((bs5 << 4) == bitset<8>(string("10000000"))); bitset<8> bs7(bs5); bs7 >>= 4; assert(bs7 == bitset<8>(string("00001111"))); bitset<16> bs8; cout<<"Before input: "<<bs8<<endl; cout<<"Please input: "<<endl; cin>>bs8; cout<<"After input: "<<bs8<<endl; cout<<"OK! All tests passed."<<endl; return 0; } |
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