第二章游戏中数据结构与算法第六节stl非线性容器

STL的概念与使用string的使用string类的用法string类的编写熟练的掌握string类的使用熟练掌握string类的编写2string类型支持长度可变的字符串。标准库string类型的目的就是满足对字符串的一般应用。使用string类型对象，必须包含相关头文件。如果提供了合适的using声明，那么编写出来的程序将会变得简短些：#include<string>usingstd::string;6STL中的非线性容器6.2：string类的使用3几种初始化string对象的函数：函数功能strings1默认构造函数s1为空串strings2(s1)将s2初始化为s1的一个副本strings3("value")将s3初始化为一个字符串字面值副本strings4(n,'c')将s4初始化为字符'c'的n个副本6STL中的非线性容器6.2：string类的使用4可以用iostream和string标准库，使用标准输入输出操作符来读写string对象：intmain(){ strings; cin>>s; cout<<s<<endl; return0;}6STL中的非线性容器6.2：string类的使用5string类型的输入：1）读取并忽略开头所有的空白字符（如空格，换行符，制表符）。2）读取字符值至再次遇到空白字符，读取终止。输入和输出操作的行为与内置类型操作符基本类似。尤其是这些操作符返回左操作数作为运算结果。因此，可以把多个读操作或多个写操作放在一起：strings1,s2;cin>>s1>>s2;cout<<s1<<s2<<endl;6STL中的非线性容器6.2：string类的使用6读入未知数目的string对象可以把输入操作作为判断条件，将从标准输入读取一组string对象，然后在标准输出上逐行输出：stringword;while(cin>>word) cout<<word<<endl;return0;用输入操作符来读取string对象，作为while的判断条件。如果输入流是有效的，即还未到达文件尾并且未遇到无效输入，则执行while循环体，并将读取到的字符串输出到标准输出。如果到达了文件尾，则跳出while循环。6STL中的非线性容器6.2：string类的使用7使用getline读取整行文本另外还有一个有用的stringIO操作：getline。这个函数接受两个参数：一个输入流对象和一个string对象。getline函数从输入流的下一行读取，并保存读取的内容。只要getline遇到换行符，即便它是输入的第一个字符，getline也将停止读入并返回。stringline;while(getline(cin,line)) cout<<line<<endl;return0;由于line不含换行符，若要逐行输出需要自行添加。用endl来输出一个换行符并刷新输出缓冲区。6STL中的非线性容器6.2：string类的使用8string对象的操作操作功能s.empty()如果s为空串，则返回true，否则返回falses.size()返回s中字符的个数s[n]返回s中位置为n的字符，位置从0开始计数s1+s2把s1和s2连接成一个新字符串，返回新生成的字符串s1=s2把s1内容替换为s2的副本v1==v2比较v1与v2的内容，相等则返回true，否则返回false!=,<,<=,>,and>=保持这些操作符惯有的含义6STL中的非线性容器6.2：string类的使用9string对象的长度指的是string对象中字符的个数，可以通过size操作获取：stringst("Theexpenseofspirit\n");cout<<"Thesizeof"<<st<<"is"<<st.size()<<endl;string对象是否为空，一种方法是将size与0进行比较：if(st.size()==0)用string的成员函数empty()可以更直接地回答这个问题：if(st.empty())empty()成员函数将返回bool，如果string对象为空则返回true否则返回false。1）string的size和empty操作。6STL中的非线性容器6.2：string类的使用102）string::size_type类型。从逻辑上来讲，size()成员函数似乎应该返回整型数值，但事实上，size操作返回的是string::size_type类型的值。size_type的定义与unsignedint或unsignedlong具有相同的含义，而且可以保证足够大，能够存储任意string对象的长度。事实表明size_type存储的string长度是int所能存储的两倍。为了避免溢出，保存一个stirng对象size的最安全的方法就是使用标准库类型string::size_type。6STL中的非线性容器6.2：string类的使用113）string关系操作符。string类定义了几种关系操作符用来比较两个string值的大小。关系操作符<，<=，>，>=分别用于测试一个string对象是否小于、小于等于、大于、大于等于另一个string对象：stringbig="big",small="small";strings1=big;if(big==small)//...if(big<=s1)//...6STL中的非线性容器6.2：string类的使用12关系操作符比较两个string对象时采用了和（大小写敏感的）字典排序相同的策略：如果两个string对象长度不同，且短的

string对象与长的

string对象的前面部分相匹配，则短的

string

对象小于长的

string

对象。如果string对象的字符不同，则比较第一个不匹配的字符。stringsubstr="Hello";stringphrase="HelloWorld";stringslang="Hiya";//substr

小于

phrase，而

slang

则大于

substr

或

phrase

6STL中的非线性容器6.2：string类的使用134）string对象的赋值。对string对象来说，可以把一个string对象赋值给另一个string对象；stringst1,st2="Theexpenseofspirit";st1=st2;5）两个string对象相加。string对象的加法被定义为连接。也就是说，两个（或多个）string对象可以通过使用加操作符+或者复合赋值操作符+=连接起来。strings1(“hello,”)，s2("world\n");s1+=s2;6STL中的非线性容器6.2：string类的使用146）和字符串字面常量的连接。当进行string

对象和字符串字面常量混合连接操作时，+

操作符的左右操作数必须至少有一个是

string

类型的：strings1="hello";strings2="world";strings3=s1+",";strings4=“hello”+“,”;//错误strings5=s1+","+"world";strings6="hello"+","+s2;//错误6STL中的非线性容器6.2：string类的使用157）从string对象获取字符。string类型通过下标操作符[]来访问string对象中的单个字符。在使用下标索引

string

对象时，必须保证索引值“在上下界范围内”。“在上下界范围内”就是指索引值是一个赋值为

size_type

类型的值，其取值范围在

0

到

string

对象长度减

1

之间。使用

string::size_type

类型或其他

unsigned

类型，就只需要检测它是否小于

string

对象的长度。6STL中的非线性容器6.2：string类的使用16字符的处理函数功能isalnum(c)如果c是字母或数字，则为Trueisalpha(c)如果c是字母，则为trueiscntrl(c)如果c是控制字符，则为trueisdigit(c)如果c是数字，则为trueisgraph(c)如果c不是空格，但可打印，则为trueislower(c)如果c是小写字母，则为trueisprint(c)如果c是可打印的字符，则为true6STL中的非线性容器6.2：string类的使用17ispunct(c)如果c是标点符号，则为trueisspace(c)如果c是空白字符，则为trueisupper(c)如果c是大写字母，则为trueisxdigit(c)如果是c是十六进制数，则为truetolower(c)如果c为大写字母，返回其小写字母形式，否则直接返回ctoupper(c)如果c是小写字母，则返回其大写字母形式，否则直接返回c6STL中的非线性容器6.2：string类的使用18字符串操作函数可以说是C语言库中包含的相关函数最多的，但是相关函数较多，对于程序员来说造成了需要大量的记忆，参数是否符合等难度，因此STL提供了字符串类string，本节内容则是如何实现该类中的大多数函数功能。首先确定string类的构造函数，提供了对本类的丰富的初始化功能。6STL中的非线性容器6.3：string类的编写19缺省构造函数,创建一个空串的CString对象。CString::CString(){ size=1;str=newchar[size]; str[0]='\0';}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写20构造函数用字符指针s指向的串创建一个CString对象。CString::CString(constchar*s){ intlen=0; constchar*t; t=s; while(*t++!='\0')len++; //计算s指向串的长度 size=len+1; str=newchar[size];//动态申请size长度的内存 for(inti=0;i<size;++i)str[i]=s[i];//把s拷贝给str，包括结束标志}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写21构造函数以s串的前n个字符创建一个CString对象。CString::CString(constchar*s,unsignedn){ size=n+1; str=newchar[size]; for(inti=0;i<n;++i) str[i]=s[i];//拷贝前n个字符 str[n]='\0';//最后添加结束标志}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写22拷贝构造函数复制一个已存在的CString对象rhs。CString::CString(constCString&rhs){ intlen=rhs.Length();//求出rhs的串长 size=len+1; str=newchar[size]; for(inti=0;i<=len;++i) str[i]=rhs.str[i];//拷贝rhs的串,包括结束标志.同样可用rhs[i]}析构函数较为简单，只需要释放内部的字符串指针就行了。CString::~CString(){ delete[]str;}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写23一个字符串类还包含着处理字符的函数。6STL中的非线性容器6.3：string类的编写24取对象的串长度，需要注意的是减去最后的\0结尾。intCString::Length()const{ returnsize-1;}将对象的尺寸放/缩。voidCString::Resize(intn){ size=n+1; //根据n定新尺寸 delete[]str;//释放str指向的原内存 str=newchar[size];//指向新尺寸的内存}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写25重载=使一个CString对象可以赋给另一个CString对象。CString&CString::operator=(constCString&rhs){ intlen=rhs.Length();//取参数对象的长度 size=len+1; delete[]str; str=newchar[size];//对左值的尺寸放/缩 for(inti=0;i<size;++i) str[i]=rhs[i]; return*this;//返回对左值的引用}重载[],使CString对象可像字符数组一样使用。char&CString::operator[](unsignedn)const{ returnstr[n];}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写26重载+使CString两个对象的串加起来。CStringoperator+(constCString&str1,constCString&str2){ CStringt;intlen=str1.Length()+str2.Length(); t.Resize(len); for(inti=0;i<str1.Length();++i) t[i]=str1[i]; for(intj=0;i<len+1;++i,j++) t[i]=str2[j]; returnt;}重载+=利用了重载的+和重载的=。CStringoperator+=(CString&str1,constCString&str2){ returnstr1=str1+str2;}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写27string类应该还包含着丰富的关系运算符。6STL中的非线性容器6.3：string类的编写28重载各种关系运算符。booloperator==(constCString&rhs1,constCString&rhs2){

//重载== char*s1,*s2; s1=rhs1.str; s2=rhs2.str; while(*s1==*s2&&*s1!='\0'&&*s2!='\0') { s1++;s2++; }//只要两字符相等且任何一串都未结束就继续循环 if(*s1=='\0'&&*s2=='\0') returntrue; else returnfalse;}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写29booloperator!=(constCString&rhs1,constCString&rhs2){

//重载!=利用了重载的== if(rhs1==rhs2)returnfalse; elsereturntrue;}booloperator<(constCString&rhs1,constCString&rhs2){

//重载< char*s1,*s2; s1=rhs1.str; s2=rhs2.str; while(*s1==*s2&&*s1!='\0'&&*s2!='\0') { s1++;s2++;} if(*s1-*s2<0)returntrue;elsereturnfalse;}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写30booloperator>=(constCString&rhs1,constCString&rhs2){

//重载>=利用了重载的< if(rhs1<rhs2)returnfalse; elsereturntrue;}booloperator>(constCString&rhs1,constCString&rhs2){

//重载> char*s1,*s2; s1=rhs1.str; s2=rhs2.str; while(*s1==*s2&&*s1!='\0'&&*s2!='\0') { s1++;s2++;} if(*s1-*s2>0)returntrue;elsereturnfalse;}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写31booloperator<=(constCString&rhs1,constCString&rhs2){

//重载<=利用了重载的> if(rhs1>rhs2)returnfalse; elsereturntrue;}6STL中的非线性容器6.3：string类的编写32为了便于输入输出流能够直接操作string类，因此对标准输入输出流中的<<和>>进行运算符重载。重载<<操作符,以便用