《C++程序设计语言》笔记之六

水深无声 2022-04-01 02:28 223阅读 0赞

11. 迭代器和分配器  
  
  
迭代器：  
一个迭代器是一个纯的抽象，也就是说任何在行为上像迭代器的东西也就是迭代器。迭代器是指向序列元素的指针概念的一种抽象  
最关键的属性：  
—— "当前被指向的元素"(间接，用运算符\*和->表示);  
—— "指向下一个元素"(增量，用运算符++标识)  
—— 相等(用运算符==表示);  
  
迭代器和函数声明在名字空间std中，在<iterator>中找到  
迭代器不是一个通用指针，相反，它只是指向数组的指针概念的一个抽象。检测一个迭代器是否指向一个元素的检测很方便，  
只要将它与序列的结束进行比较。(而不是将它与某个空元素比较)。  
  
迭代器类别  
  
Input <--  
 | <-- Forward <-- Bidirectional <-- Random access  
Output <--  
  
插入器：  
  
将所产生的输出通过迭代器放入一个容器，在迭代器所指位置之后的元素就会被覆盖。也意味着溢出或随之而来的存储器破坏。  
void f(vector<int>& vi)  
\{  
fill\_n(vi.begin(), 200, 7);  
\}  
在<iterator>中提供了三个迭代器模板类，专门处理上述问题。加了三个函数使得迭代器的使用更加方便。  
template<class Cont> back\_insert\_iterator<Cont> back\_inserter(Cont& c);  
template<class Cont> front\_insert\_iterator<Cont> front\_inserter(Cont& c);  
template<class Cont, class Out> insert\_iterator<Cont> inserter(Cont& c, Out p);  
在每次写入时，插入器将使用push\_back(),push\_front(),或者insert()把元素插入序列，而不是覆盖已有元素。  
void f(vector<int>& vi)  
\{  
fill\_n(back\_inserter(vi.begin()), 200, 7);  
\}  
  
反向迭代器：  
  
注： 由于它与 迭代器的顺序正好相反，因此迭代器的++操作，要通过对iterator的 -- 操作来实现。  
  
  
分配器：  
  
allocator(分配器)被用于将算法和容器的实现隔离于物理存储的细节之外。一个分配器提供了一套分配与释放存储的标准方式。  
以及一套用作指针类型和引用类型的标准名字。分配器也是一种纯粹的抽象，任何在行为上像分配器的类型都是分配器。  
  
12. 串  
  
到C风格字符串的转换：  
可以用C风格字符串去初始化string，也可以用C风格字符串给string赋值，反过来，一个string中所有字符的一个副本放进数组  
  
template <class Ch, clsss Tr=char\_traits<Ch>, class A = allocator<Ch>> class basic\_string\{  
public:  
// ...  
// 转换到C风格字符串  
const Ch\* c\_str() const;  
const Ch\* data() const;  
size\_type copy(Ch\* p, size\_type n, size\_type pos=0) const;  
\};  
  
函数data()将string里的字符写进数组，并返回指向这个数组的指针，这个数组由string所拥有，用户不应该是图删除它。  
在随后对串的非const操作之后，用户也不能再信赖这个数组中的值。  
c\_str()函数很像data()，只是它在最后加一个0，作为C风格字符串的结束。  
将c\_str()的内容拷贝到一个char数组中  
char \* c\_string(const string& s)  
\{  
char\* p = new char\[s.length()+1\]; // 注意：+1，用于存放/0  
s.copy(p, string::npos);  
p\[s.length()\] = 0; // 注意：加入字符串结束符  
return p;  
\}  
  
  
13. 流  
  
输入流：  
在输入流中，对于非char类型的内部类型，输入时自动略过空白字符(包括空格，制表符等)，而在字符的操作中，  
所有的内容都当作字符，空格则是当作空格字符输入。  
  
get()函数用于读取一个字符，getline()用于读取一行字符，一直读到换行符为止  
这两个函数对于空白符的处理与其他字符完全一样，对输入字符的意义没有任何假定。  
  
函数istream::get(char&)将一个字符读进它的参数，例如：  
int main()  
\{  
char c;  
while(cin.get(c)) cout.put(c);  
\}  
  
s.get(p, n, term);将至多n-1个字符读入p\[0\]...p\[n-2\].这种调用将总在它放入缓冲区的那些字符最后放一个0.  
p指向一个至少有n个字符的数组，term给定一个结束符。  
void f()  
\{  
char buf\[100\];  
cin>>buf;  // 可疑，早晚会溢出  
cin.get(buf, 100, '\\n'); // 安全  
\}  
如果输入中遇到结束符，这个字符将作为第一个未读的字符留在流中。绝不要两次调用get()而忘记删除结束符。  
void subtle\_infinite\_loop()  
\{  
char buf\[256\];  
while(cin)  
\{  
cin.get(buf, 256); //读一行  
cin << buf;  // 打印一行，忘记从cin中删除'\\n'  
\}  
\}   
这种例子更多应该使用getline()而不是get(),getline()将会把结束符从istream中清除掉。  
  
read(p,n)将最多n个字符读入p\[0\]...p\[n-1\]中，这个读入函数不依赖于结束符。也不在其目标的最后放结束符0.它能实际读入n个字符  
也就是说它只是简单地读入n个字符，不会将读入的字符做成C风格的字符串。  
  
ignore()函数向read一样读字符，但它不将读入的字符存放到任何地方，也即丢弃掉了。  
  
流的联结：  
basic\_ios的函数tie()用于设置或解开在一个istream和一个ostream之间的联结：  
考虑  
string get\_passwd()  
\{  
string s;  
cout<< "Password: ";  
cin >> s;  
//...  
\}  
如何保证"Password:"能在读入操作之前出现在屏幕上，对于cout的输出有缓冲。如果cin和cout独立，那么在输出缓冲满之前，  
"Password:" 将不会出现在屏幕之上。解决方法是：通过cin.tie(&cout)将cout联结于cin。  
那么当需要从最终输入源获取新字符，已完成一个输入操作时，与之联结的ostream的缓冲将被刷新。  
  
  
格式化：  
在上述的例子中都是使用的非格式化的输出，也就是说按照默认规则将对象转化为字符序列。但程序员需要更细节的控制。  
类basic\_ios是basic\_istream和basic\_ostream的基类，所以格式控制是基于各个独立的流进行的  
  
格式状态：  
class ios\_base\{  
public:  
//...  
// 格式标志名：  
typedef implementation\_define1 fmtflgs;  
static const fmtflags  
skips,  // 输入时逃过空白  
left, // 域调整，值后填充  
right,  // 值前填充  
internal,  // 在符号和值之间填充  
boolalpha,  // 用符号形式表示真假 true false  
dec, // 整数的技术，以10为基础输出 十进制  
hex, // 十六进制  
oct, // 八进制  
scientific,  // 浮点数格式 d.ddddEdd  
fixed,  // 浮点数格式 d.ddddd  
showbase,  // 输出前缀，八进制加0，十六进制家0x  
showpoint,  // 打印尾随的0  
showpos,  // 正整数加显示的+符号  
uppercase,  // 用E和X而不是e和x  
adjustfield,  // 与域调整相关的标志组  
basefield,  // 与整数基数有关的标志组  
floatfield,  // 与浮点数输出有关的标志组  
unitbuf,  // 每次输出操作之后刷新  
  
fmtflags flags() const; // 读标志  
fmtflags flags(fmtflags f); // 设置标志  
  
fmtflags setf(fmtflags f)\{ return flags(flags()|f)\}; // 添加标志  
// 设置或清除mask的标志位  
fmtflags setf(fmtflags f, fmtflags mask)\{ return flags((flags()&~mask))|(f&mask);\}  
  
void unsetf(fmtflags mask)\{ flags(flags() & ~mask);\} // 清除标志  
\};  
  
整数输出：  
<iostream>采取的解决方法是提供一个setf()版本，，有第二个"伪参数"，用于指明除了新值之外，还希望设置哪些选项。  
cout.setf(ios\_base::oct, ios\_base::basefield); // 八进制  
cout.setf(ios\_base::hex, ios\_base::basefield); // 十六进制  
  
如果需要表现出数字所用的基数，可以设置showbase，在前面增加：  
cout.setf(ios\_base::showbase);  
  
浮点数输出：  
浮点数的输出通过格式和精度控制。  
cout.setf(ios\_base::scientific, ios\_base::floatfield); // 采用科学格式  
cout<< "scientific:\\t" << 1234.56789 << "\\n";  
  
cout.setf(ios\_base::fix, ios\_base::floatfield); // 采用定点格式  
cout<< "fix:\\t" << 1234.56789 << "\\n";  
  
cout.setf(ios\_base::fmtflags(0), ios\_base::floatfield); // 恢复默认格式(一般格式)  
cout<< "default:\\t" << 1234.56789 << "\\n";  
  
默认的精度是6，可以有precision()方法进行设置。  
class ios\_base\{  
public:  
//...  
streamsize precision() const; // 取得精度  
streamsize precision(streamsize n) const; // 设置精度，并取得原精度  
\};  
precision()是对浮点数进行摄入而不是简单截断，并且其并不影响整数输出  
  
输出域：  
有时候需要填充一行的特定区域，我们需要指定雨的宽度，并指定要填充时所用的一个字符：  
class ios\_base\{  
public:  
//...  
streamsize width() const; // 取得域宽  
streamsize width(streamsize wide); // 设置域宽  
\};  
class basic\_ios : public ios\_base \{  
public:  
// ...  
Ch fill() const; // 取得填充字符  
ch fill(Ch ch); // 设置填充字符  
\};  
  
默认的填充字符是空格，默认的域宽是0.  
  
进行域的调整：  
cout.setf(ios\_base::left, ios\_base::adjustfield); // 居左  
cout.setf(ios\_base::right, ios\_base::adjustfield); // 居右  
cout.setf(ios\_base::internal, ios\_base::adjustfield); // 中间  
  
文件流：  
\#include <fstream>  
std::ifstream from(argv\[1\]);  
std::ofstream to(argv\[2\]);  
  
ios\_base中定义了打开的不同模式：  
static openmode app, // 附加  
ate, // 打开并找到文件尾  
binary,  // 采用二进制模式I/O   
in, // 为读而打开  
out, // 为写而打开  
trunc;  // 将文件截断到0长度  
  
例如：  
ofstream mystream(name.c\_str(), ios\_base::app); // 附加模式打开   
ofstream mystream(name.c\_str(), ios\_base::in | ios\_base::out); // 输入输出模式  
  
关闭文件流：  
mystream.close();  
  
  
14. 数值：  
数字的限制值在<climits>和<limits.h>中可以找到。名字为CHAR\_BIT和INT\_MAX等。类似<cfloat>和  
<float.h>里面描述浮点数性质宏。  
  
标准数学函数：  
头文件<cmath>和<math.h>中提供了常用数学函数。  
abs fabs ceil floor sqrt pow cos sin tan acos asin atan atan2  
sinh cosh tanh exp log log10 modf frexp fmode ldexp  
  
向量算术：  
valarray为标准库提供的向量。其设计为了加速常用数值向量操作  
  
与vector区别，valarray更注重数据操作效率，而非灵活性和通用性。  
  
valarray及其辅助功能都是为了高速计算设计，valarray实现者能够使用自己所知道的任何优化技术。  
  
复数算术：  
在标准库中提供了一个complex模板，用于复数的运算。  
  
通用数值算法：  
在<numeric>里，标准库按照<algorithm>中非数值算法的风格提供了几个他你哦个用的数值算法：  
accumulate()  // 积累在一个序列上运算的结果 也即向量元素求和推广  
inner\_product() // 积累在两个序列上运算的结果 内积，或者叫做 点积  
partial\_sum()  // 通过在序列上的运算产生序列 用于处理增量变化的概念  
adjacent\_difference() // 通过在序列上的运算产生序列  
  
随机数：  
在<sstdlib>和<stdlib.h>中，标准库提供了一个简单的随机数生成：  
\#define RAND\_MAX implementation\_defined /\*大的正整数\*/  
  
int rand();  // 在0 与 RAND\_MAX间的伪随机数  
void srang(unsigned int i); // 将随机数生成器种子置为i