C++的STL简介

熬夜苦读学习2024-07-24 10:29

目录

1.什么是STL

2.STL的版本

3.STL的六大组件

4.string类

4.1为什么学习string类？

4.2string常见接口

4.2.1默认构造

​编辑

4.2.2析构函数

[Element access:](#Element access:)

[4.2.3 []](#4.2.3 [])

4.2.4迭代器

​编辑

auto

[4.2.4.1 begin和end](#4.2.4.1 begin和end)

4.2.4.2.regin和rend

Capacity:

[4.2.5.3 size](#4.2.5.3 size)

[4.2.6 lenth](#4.2.6 lenth)

[4.2.7 cleart](#4.2.7 cleart)

Modifiers:

[4.2.7 apend](#4.2.7 apend)

[4.2.8 +=](#4.2.8 +=)

[4.2.9 erase](#4.2.9 erase)

[4.2.10 replace](#4.2.10 replace)

[String operations:](#String operations:)

[4.2.11 find](#4.2.11 find)

[4.2.12 substr](#4.2.12 substr)

[4.2.13 find_first_of](#4.2.13 find_first_of)

[4.2.14 find_ last_of](#4.2.14 find_ last_of)

[4.2.15 find_first_not_of](#4.2.15 find_first_not_of)

[4.2.16 find_last_not_of](#4.2.16 find_last_not_of)

1.什么是STL

STL（standarf template libaray-标准模板库）：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

2.STL的版本

  • 原始版本

Alexander Stepanov MengLee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用，拷贝，修改，传播，商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。HP版本--所有STL实现版本的始祖。

  • P.J.版本

由P.J.Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异。

  • RW版本

由Rouge Wage 公司开发，继承自HP版本，被C++ Builder 采用 ，不能公开或修改，缺陷：可读性一般

  • SGL版本

由Silicon Graphics Computer Systems ，Inc公司开发，继承自HP版本。被GCC(Linux)采用，可移植性较好，可公开，修改甚至贩卖，从命名风格和编程风格上看，阅读性非常高。

3.STL的六大组件

4.string类

4.1为什么学习string类？

C语言中，字符串是以"\0"结尾的一些字符的集合，为了方便操作，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。而且在常规工作中，为了简单，方便，快捷，基本都使用string类，很少有人使用C库中的字符串操作函数

4.2string常见接口

4.2.1默认构造

实例

cpp 复制代码 
	//无参构造
    //string();
	  string s1;

	 //带参构造
	string s2("111");
	//string(const char* s);	
	 
	//拷贝构造
	string s3(s2);
 //string(const string & str);

	string s4("123", 2, 1);
	 //string(const string & str, size_t pos, size_t len = npos);
	//复制str中从字符下标位置 pos 开始的len个 字符进行拷贝构造（如果任一 str 太短或 len 为 string::npos，则复制到str 的末尾）。
	string s5("123",0 ,string:: npos);

	//	string(const char* s, size_t n);
	string s6("123", 2);
	//从 s 指向的字符数组中复制前 n 个字符。

	
	
		//string(size_t n, char c);
	//用连续的n个c字符去初始化
	string s7(3, 'c');

		//template <class InputIterator>
	//string(InputIterator first, InputIterator last);
4.2.2析构函数

Element access:

4.2.3 []

获取字符串的字符

利用[]来进行读写，下标+[]遍历

cpp 复制代码 
int main()
{   
	string s1("abcd");
	//写
	s1[0] ='*';
	 //将下标为0的元素修改为1
	cout << s1 << endl;
	//读
	 for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
	 {
		 cout << s1[i] ;
	 }
	return 0;
}

[]原型

cpp 复制代码 
class string
{

public:
char&	operator[](size_t i)
	{
		return _str[i];
	}
private:
	char* _str;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};
4.2.4迭代器

在 STL 中，迭代器（Iterator）用来访问和检查 STL 容器中元素的对象，它的行为模式和指针类似，但是它封装了一些有效性检查，并且提供了统一的访问格式。他的底层是指针

迭代器遍历

cpp 复制代码 
int main()
{   
	string s1("abcd");
	string::iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it <<" " ;
		++it;
	}
	return 0;
}
auto

补充一个C++小语法

auto可自动推导类型，极大程度简化代码

cpp 复制代码 
const string s3("hello ward!");

//string::const_iterator cit=s3.begin(); 可简写成：
auto cit = s3.begin();

auto声明方式

auto 变量名 ；

auto 函数名 (形参列表)

{

//函数体

}

auto的实例

cpp 复制代码 
int fun()
{
	return 10;
}
int main()
{
	int a=10;
	auto b = a;
	auto c = 'a';
	auto d = fun();
	auto& e = a;
	auto* f = &a;

	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name()<< endl;
	cout << typeid(c).name() << endl;
	cout << typeid(d).name() << endl;
	cout << typeid(e).name() << endl;
	cout << typeid(f).name() << endl;
	return 0;
}
  • 在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储的局部变量，后来这个不重要了，C++11中，标准委员会被废为宝赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得
  • 用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时必须加&
  • 当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量
  • auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是谨慎使用
  • aoto不能直接用来声明数组

范围for遍历

aoto自动推导，字符赋值，自动迭代，自动判断结束，底层上也是迭代器，所有的容器都支持范围for，因为所有的容器都支持迭代器

4.2.4.1 begin和end

1.begin

返回第一个字符的正向迭代器

cpp 复制代码 
int main()
{   
	string s1("abcd");
	cout<<* s1.begin();
	return 0;
}
  1. end 返回最后一个字符的正向迭代器

可配合起来正向遍历

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string::const_iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	return 0;
}
4.2.4.2.regin和rend

regin 返回最后一个的反向迭代器

rend 返回第一个字符的反向迭代器

配合起来可支持反向遍历

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string::const_reverse_iterator it = s1.rbegin();
	while (it != s1.rend())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	return 0;
}

Capacity:

4.2.5.3 size

返回字符串的长度，不包括'\0'

cpp 复制代码 
int main()
{   
	string s1("abcd");
	cout << s1.size();
	return 0;
}
4.2.6 lenth

返回以字节为单位的长度，不包括"\0"

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");

	cout << s1.length()<<endl;

	return 0;
}

4.2.7capacity

l返回容量大小

4.2.7reserve

保留预留，提前开空间，避免扩容，提高效率

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	cout << s1.capacity() << endl;

	s1.reserve(100);
	cout << s1.capacity()<<endl;
	//可以扩容，>=100
	s1.reserve(50);
	cout << s1.capacity() << endl;
	//一般不会缩容
	return 0;
}
4.2.7 cleart

清除数据，一般不清除容量

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;

	s1.clear();
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
	//一般不会缩容
	return 0;
}

Modifiers:

4.2.7 apend

字符串追加

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	//string& append(const string & str);

	s1.append("yyy");
	cout << s1 << endl;
		
	//	string& append(const string & str, size_t subpos, size_t sublen);
//追加 str 子字符串的副本。子字符串是 str 中从字符位置 subpos 开始并跨越 sublen 字符的部分（或者直到 str 的末尾，如果任一 str 太短或 sublen 是 string：：npos）。
	s1.append("aaaa", 2, 1);
	cout << s1 << endl;
		
	return 0;
}
4.2.8 +=

字符串拼接，尾插

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string s2("123");
	
	//string& operator+= (const string & str);
	s1 += s2;

	s1 += 'a';
//string& operator+= (char c);

	s1 += "aaa";
//string & operator+= (const char* s);
	
	return 0;
}
cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string s2("123");
	
	//string& insert(size_t pos, const string & str);
	// 在pos之前插入str
	s1.insert(0, "abc");
	
		//string& insert(size_t pos, const string & str, size_t subpos, size_t sublen);
	//在下标pos位置之前插入str下表中subpos到下标sublen位置的元素
	s2.insert(0, "abcdd", 0, 4);
	cout << s2 << endl;
		//string & insert(size_t pos, const char* s);
	//在pos位置之前插入s
	
		//string& insert(size_t pos, const char* s, size_t n);
	//从在下标为pos的位置插入s的n个字符
 
		//string& insert(size_t pos, size_t n, char c);
		//在pos位置之前插入n个c字符
		 
	//void insert(iterator p, size_t n, char c);
	//在迭代器的位置之前插入n个字符c
	 
		//iterator insert(iterator p, char c);
	//在迭代器的位置之前插入字符c
	s1.insert(s1.begin(), '*');


	cout << s1 << endl;
	return 0;
}
4.2.9 erase

头删

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string s2("123");
	
	//string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos);
	//擦除字符串值中从字符位置 pos 开始并到 len 字符的部分不包括len（如果内容太短或 len 为 string：：npos，则擦除字符串值的末尾。
	s1.erase(0, 2);
	

		//iterator erase(iterator p);
	//擦除 p 指向的字符。
	s1.erase(s1.begin());
  
		//iterator erase(iterator first, iterator last);
//擦除[first，last] 范围内的字符序列
	s1.erase(s1.begin(), s2.end());
	
	cout << s1 << endl;

	return 0;
}
4.2.10 replace

替换

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string s2("123");

			//string & replace(size_t pos, size_t len, const char* s);
	//string& replace(size_t pos, size_t len, const string & str);
	//把pos位置到len位置替换成str
	
//string& replace(iterator i1, iterator i2, const char* s);
	//string& replace(iterator i1, iterator i2, const string & str);
	//把i1到i2之间的迭代器换成str
		
	//string& replace(size_t pos, size_t len, size_t n, char c);
		//string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n);
	//把pos位置到len位置替换成str中的前n个

	
		//string& replace(iterator i1, iterator i2, const char* s, size_t n);
	//把i1到i2之间的迭代器换成str中的前n个

	
		
	//string& replace(iterator i1, iterator i2, size_t n, char c);
	 //把i1到i2之间的迭代器换成n个字符c
		
		 
	//string& replace(iterator i1, iterator i2,
		//InputIterator first, InputIterator last);
	//将迭代器输入到范围内的初始位置和最终位置。使用的范围是 [first，last），它包括 first 和 last 之间的所有字符，包括 first 指向的字符，但不包括 last 指向的字符


	return 0;
}

String operations:

4.2.11 find

查找

返回第一个匹配的第一个字符的位置。

如果未找到匹配项，该函数将返回 string：：npos。（整型最大值）

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	string s2("123");

	//size_t find(const string & str, size_t pos = 0) const;
	 s1.find("bce");

	//	size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;
	 //在pos位置找s
	 s1.find('a');
	//	size_t find(const char* s, size_t pos, size_t n) const;
	 //从pos位置找s的前n个
	cout<< s1.find("aaa", 1, 2);
	 
	//	size_t find(char c, size_t pos = 0) const;
	//从pos位置开始搜索字符c
	return 0;
}
4.2.12 substr

获得对于位置以后的子串然后重新构成string类返回

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");

	//tring substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
	//从pos位置开始的len个字符重新构建成string再返回
	s1.substr(3, 4);

	
	return 0;
}

实例

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s("text.cpp");

	size_t pos = s.rfind('.');
	string suffix = s.substr(pos);
	cout << suffix << endl;;

	return 0;
}
4.2.13 find_first_of

顺着找字符串中的字符，找到返回第一个出现的下标

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	//ze_t find_first_of(const string & str, size_t pos = 0) const;
	//ize_t find_first_of(const char* s, size_t pos = 0) const;
	//ize_t find_first_of(char c, size_t pos = 0) const;
	//在pos位置开始找str中的字符
	
	s1.find_first_of("abc");
	//ize_t find_first_of(const char* s, size_t pos, size_t n) const;
	//在pos位置找s的前n个
	
	
	return 0;
}
4.2.14 find_ last_of

倒着找字符串中的字符，找到返回第一个出现的下标

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	//size_t find_last_of(const string & str, size_t pos = npos) const;
	// //size_t find_last_of(char c, size_t pos = npos) const；
	// size_t find_last_of(const char* s, size_t pos = npos) const;
	//从最后一个位置向前找str中的字符
	 
	s1.find_last_of("Abc",2,4);
		//size_t find_last_of(const char* s, size_t pos, size_t n) const;
	//从最后一个位置向前找str中的n个字符
		
	
	return 0;
}

分割文件

cpp 复制代码 
void SplitFilename(const std::string & str)
	{
		std::cout << "Splitting:" << str << endl;
		std::size_t found = str.find_last_of(" / \\");

		std::cout << "path:" << str.substr(0, found) << endl;
		std::cout << "file:" << str.substr(found + 1) << endl;
	}
int main()
{
	
	string str1("windows\\winhelp.exe");
	string str2("/url/bin/man");

	SplitFilename(str1);
	cout << endl;
	SplitFilename(str2);
	return 0;
}
4.2.15 find_first_not_of

没找到就返回，顺着找返回第一个不匹配的对应下标

cpp 复制代码 
int main()
{
	string s1("abcdef");
	//size_t find_first_not_of(const string & str, size_t pos = 0) const;
		//size_t find_first_not_of(const char* s, size_t pos = 0) const;	
		// //size_t find_first_not_of(char c, size_t pos = 0) const;
	//从第一个位置向前找str中的n个字符找到第一个不匹配的元素下标，找不到就返回
	// 
		//size_t find_first_not_of(const char* s, size_t pos, size_t n) const;
	//从第一个位置向后找中第一个不匹配的字符str中的前n个的字符
	
	
	return 0;
}

实例

cpp 复制代码 
int main()
{//
	string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");
	//除了"abcdef"以外全部替换成*
	std::size_t found = str.find_first_not_of("abcdef");
	while (found != std::string::npos)
	{
		str[found] = '*' ;
		found = str.find_first_not_of("abcdef", found + 1);
	}
	std::cout << str;
	return 0;
}
4.2.16 find_last_not_of

倒着找，找到第一个不匹配返回下标

cpp 复制代码 
int main()
{
	//ize_t find_first_not_of(const string & str, size_t pos = 0) const;
	//	size_t find_first_not_of(const char* s, size_t pos = 0) const;
	//size_t find_first_not_of(char c, size_t pos = 0) const;
	// 从最后一个位置向前找第一个不匹配str中的字符的下标
	
		//size_t find_first_not_of(const char* s, size_t pos, size_t n) const;
	//从最后一个位置向前找第一个不匹配str中的前n个字符的下标,找不到就返回
		
	return 0;
}
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