STL(2):STL常用容器:string、vector

本文详细介绍了C++ STL中的string和vector容器。string作为C++风格的字符串,提供了丰富的操作,如构造函数、赋值、拼接、查找、替换等。vector则类似于动态数组,支持动态扩展,提供了插入、删除、赋值等多种操作。两者都是STL中常用且重要的容器。

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STL常用容器

string容器

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
    1.char *是一个指针
    2.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;

string的构造函数

  • 构造函数原型
  • string ( ) ;——创建一个空的字符串;例如;string str;
    string(const string& s );——使用字符串初始化
  • 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
string s1;  //空字符串
	cout << "s1=" << s1 << endl;

	const char* str = "Hello world";
	string s2(str);  //把c_string转换成了string
	cout << "s2=" << s2 << endl;

	string s3(s2);
	cout << "s3=" << s3 << endl;

	string s4(10, 'a');

在这里插入图片描述

总结:string的多种构造方式没有可比性,灵活使用即可

string的赋值操作:

  • 给string字符串赋值:
    在这里插入图片描述
string str1 = "hello world";
	cout << "str1=" << str1 << endl;

	string str2 = str1;
	cout << "str2=" << str2 << endl;
	
	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3=" << str3 << endl;

	string str4;
	str4.assign(str1);	//str4.assign("hello c++");
	cout << "str4=" << str4 << endl;

	string str5;
	str5.assign(str1, 5);
	cout << "str5=" << str5 << endl;

	string str6;
	str6.assign(10, 'w');
	cout << "str6=" << str6 << endl;

在这里插入图片描述

总结:​ string的赋值方式很多,operator= 这种方式是比较实用的

string字符串拼接

实现字符串末尾拼接字符串

  • 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
// 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

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*
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;
}

在这里插入图片描述

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

string字符串比较

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
  • 大于 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
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;
	}
}

输出:

s1 大于 s2

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

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
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;
}

输出:

h e l l o   w o r l d
h e l l o   w o r l d
xxllo world

总结:string字符串中单个字符存取有两种方式,利用 [ ] 或 at

string插入和删除

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
void test01()
{
	string str = "hello";
	str.insert(1, "333");
	cout << str << endl;

	str.erase(3, 2);  //从1号位置开始3个字符
	cout << str << endl;
}

输出:

h333ello
h33llo

总结:插入和删除的起始下标都是从0开始

string子串

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
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;
}

输出

subStr = bcd
username: hello

注意:是返回由pos开始的n个字符组成的字符串(并不是第n个元素)
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

vector容器

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

vector构造函数

  • 功能:创建vector容器
    函数原型:
  • vector 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。
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);
}

输出

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

vector的多种构造方式没有可比性,灵活使用即可

vector赋值操作

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。

#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;
	v2 = v1;
	printVector(v2);

	vector<int>v3;
	v3.assign(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v3);

	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 100);
	printVector(v4);
}

输出

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

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

vector容量和大小

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

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);

输出:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v1不为空
v1的容量 = 13
v1的大小 = 10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 10 10 10
0 1 2 3 4

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

vector插入和删除

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
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;
	//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);
}

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

vector数据存取

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
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;
}

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

vector互换容器

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
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;
}

输出:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
互换后
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
v的容量为:138255
v的大小为:100000
v的容量为:138255
v的大小为:3
v的容量为:3
v的大小为:3

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

vector预留空间

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。
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;
}

总结:如果数据量较大,可以一开始利用reserve预留空间

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