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C++
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一、C++基础语法
1.变量和常量数据
1.1第一个C++程序
编写一个C++程序总共分为4个步骤
- 创建项目
- 创建文件
- 编写代码
- 运行程序
1.2注释
作用:在代码中加一些说明和解释,方便自己或其他程序员程序员阅读代码
两种格式:
1.单行注释:// 描述信息
通常放在一行代码的上方,或者一条语句的末尾,对该行代码说明
2.多行注释: /* 描述信息 */
通常放在一段代码的上方,对该段代码做整体说明
提示:编译器在编译代码时,会忽略注释的内容
1.3变量
作用:给一段指定的内存空间起名,方便操作这段内存
语法:数据类型 变量名 = 初始值;
1.4常量
作用:用于记录程序中不可更改的数据
C++定义常量两种方式
1.#define 宏常量: #define 常量名 常量值
通常在文件上方定义,表示一个常量
-
const修饰的变量 const 数据类型 常量名 = 常量值
通常在变量定义前加关键字const,修饰该变量为常量,不可修改
1.5关键字
**作用:**关键字是C++中预先保留的单词(标识符)
- 在定义变量或者常量时候,不要用关键字
1.6标识符命名规则
作用:C++规定给标识符(变量、常量)命名时,有一套自己的规则
- 标识符不能是关键字
- 标识符只能由字母、数字、下划线组成
- 第一个字符必须为字母或下划线
- 标识符中字母区分大小写
2.数据类型
C++规定在创建一个变量或者常量时,必须要指定出相应的数据类型,否则无法给变量分配内存
2.1整型
作用:整型变量表示的是整数类型的数据
数据类型 | 占用空间 | 取值范围 |
---|---|---|
short(短整型) | 2字节 | (-2^15 ~ 2^15-1) |
int(整型) | 4字节 | (-2^31 ~ 2^31-1) |
long(长整形) | Windows为4字节,Linux为4字节(32位),8字节(64位) | (-2^31 ~ 2^31-1) |
long long(长长整形) | 8字节 | (-2^63 ~ 2^63-1) |
2.2 sizeof关键字
**作用:**利用sizeof关键字可以统计数据类型所占内存大小
语法: sizeof( 数据类型 / 变量)
2.3 实型(浮点型)
作用:用于表示小数
浮点型变量分为两种:
- 单精度float
- 双精度double
两者的区别在于表示的有效数字范围不同.
数据类型 | 占用空间 | 有效数字范围 |
---|---|---|
float | 4字节 | 7位有效数字 |
double | 8字节 | 15~16位有效数字 |
2.4字符型
**作用:**字符型变量用于显示单个字符
语法:char ch = 'a';
- C和C++中字符型变量只占用1个字节。
- 字符型变量并不是把字符本身放到内存中存储,而是将对应的ASCII编码放入到存储单元
注意1:在显示字符型变量时,用单引号将字符括起来,不要用双引号
注意2:单引号内只能有一个字符,不可以是字符串
2.5转义字符
**作用:**用于表示一些不能显示出来的ASCII字符
转义字符 | 含义 | ASCII码值(十进制) |
---|---|---|
\a | 警报 | 007 |
\b | 退格(BS),将当前位置移到前一列 | 008 |
\f | 换页(FF),将当前位置移到下页开头 | 012 |
\n | 换行(LF) ,将当前位置移到下一行开头 | 010 |
\r | 回车(CR) ,将当前位置移到本行开头 | 013 |
\t | 水平制表(HT) (跳到下一个TAB位置) | 009 |
\v | 垂直制表(VT) | 011 |
\ | 代表一个反斜线字符"" | 092 |
’ | 代表一个单引号(撇号)字符 | 039 |
" | 代表一个双引号字符 | 034 |
? | 代表一个问号 | 063 |
\0 | 数字0 | 000 |
\ddd | 8进制转义字符,d范围0~7 | 3位8进制 |
\xhh | 16进制转义字符,h范围09,af,A~F | 3位16进制 |
2.6字符串类型
作用:用于表示一串字符
两种风格
-
C风格字符串:
char 变量名[] = "字符串值"
-
C++风格字符串::string 变量名= “字符串值”;
使用C++风格字符串需加#include
2.7布尔类型bool
**作用:**布尔数据类型代表真或假的值
bool类型只有两个值:
- true — 真(本质是1)
- false — 假(本质是0)
bool类型占1个字节大小
2.8数据的输入与输出
作用:用于从键盘获取数据
**关键字:**cin
语法: cin >> 变量
3.运算符
**作用:**用于执行代码的运算
3.1算术运算符
作用:用于处理四则运算
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
+ | 正号 | +3 | 3 |
- | 负号 | -3 | -3 |
+ | 加 | 10 + 5 | 15 |
- | 减 | 10 - 5 | 5 |
* | 乘 | 10 * 5 | 50 |
/ | 除 | 10 / 5 | 2 |
% | 取模(取余) | 10 % 3 | 1 |
++ | 前置递增 | a=2; b=++a; | a=3; b=3; |
++ | 后置递增 | a=2; b=a++; | a=3; b=2; |
– | 前置递减 | a=2; b=–a; | a=1; b=1; |
– | 后置递减 | a=2; b=a–; | a=1; b=2; |
3.2赋值运算符
**作用:**用于将表达式的值赋给变量
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
= | 赋值 | a=2; b=3; | a=2; b=3; |
+= | 加等于 | a=0; a+=2; | a=2; |
-= | 减等于 | a=5; a-=3; | a=2; |
*= | 乘等于 | a=2; a*=2; | a=4; |
/= | 除等于 | a=4; a/=2; | a=2; |
%= | 模等于 | a=3; a%2; | a=1; |
3.3比较运算符
**作用:**用于表达式的比较,并返回一个真值或假值
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
== | 相等于 | 4 == 3 | 0 |
!= | 不等于 | 4 != 3 | 1 |
< | 小于 | 4 < 3 | 0 |
> | 大于 | 4 > 3 | 1 |
<= | 小于等于 | 4 <= 3 | 0 |
>= | 大于等于 | 4 >= 1 | 1 |
3.4逻辑运算符
**作用:**用于根据表达式的值返回真值或假值
运算符 | 术语 | 示例 | 结果 |
---|---|---|---|
! | 非 | !a | 如果a为假,则!a为真; 如果a为真,则!a为假。 |
&& | 与 | a && b | 如果a和b都为真,则结果为真,否则为假。 |
|| | 或 | a || b | 如果a和b有一个为真,则结果为真,二者都为假时,结果为假。 |
4.程序流程结构
C/C++支持最基本的三种程序运行结构:顺序结构、选择结构、循环结构
- 顺序结构:程序按顺序执行,不发生跳转
- 选择结构:依据条件是否满足,有选择的执行相应功能
- 循环结构:依据条件是否满足,循环多次执行某段代码
4.1选择结构
4.1.1 if语句
**作用:**执行满足条件的语句
if语句的三种形式
- 单行格式if语句
- 多行格式if语句
- 多条件的if语句
4.1.2 三目运算符
作用: 通过三目运算符实现简单的判断
语法:表达式1 ? 表达式2 :表达式3
解释:
如果表达式1的值为真,执行表达式2,并返回表达式2的结果;
如果表达式1的值为假,执行表达式3,并返回表达式3的结果。
4.1.3 switch语句
**作用:**执行多条件分支语句
语法:
switch(表达式)
{
case 结果1:执行语句;break;
case 结果2:执行语句;break;
...
default:执行语句;break;
}
4.2循环结构
4.2.1 while循环语句
**作用:**满足循环条件,执行循环语句
语法:while(循环条件){ 循环语句 }
**解释:**只要循环条件的结果为真,就执行循环语句;
4.2.2 do-while循环语句
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法: do{ 循环语句 } while(循环条件);
4.2.3 for循环语句
作用: 满足循环条件,执行循环语句
语法:for(起始表达式;条件表达式;末尾循环体) { 循环语句; }
4.2.4 嵌套循环
作用: 在循环体中再嵌套一层循环,解决一些实际问题
4.3跳转结构
4.3.1 break语句
作用: 用于跳出选择结构或者循环结构
break使用的时机:
- 出现在switch条件语句中,作用是终止case并跳出switch
- 出现在循环语句中,作用是跳出当前的循环语句
- 出现在嵌套循环中,跳出最近的内层循环语句
4.3.2 continue语句
**作用:**在循环语句中,跳过本次循环中余下尚未执行的语句,继续执行下一次循环
4.3.3 goto语句
**作用:**可以无条件跳转语句
语法: goto 标记;
**解释:**如果标记的名称存在,执行到goto语句时,会跳转到标记的位置
注意:在程序中不建议使用goto语句,以免造成程序流程混乱
5.数组
5.1概述
所谓数组,就是一个集合,里面存放了相同类型的数据元素
**特点1:**数组中的每个数据元素都是相同的数据类型
**特点2:**数组是由连续的内存位置组成的
5.2一维数组
5.2.1 定义方式
一维数组定义的三种方式:
数据类型 数组名[ 数组长度 ];
数据类型 数组名[ 数组长度 ] = { 值1,值2 ...};
数据类型 数组名[ ] = { 值1,值2 ...};
5.2.2数组名
一维数组名称的用途:
- 可以统计整个数组在内存中的长度
- 可以获取数组在内存中的首地址
//数组长度
int arr[10];
int len=sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
5.2.3冒泡排序
#include<stdio.h>
int main()
{
int a[100], i, j, t, n;
scanf("%d", &n);//输入一个数,表示接下来有n个数
for (i = 1; i <= n; i++)//循环输入n个数到数组a中
scanf("%d", &a[i]);
//冒泡排序核心部分
for (i = 1; i <= n - 1; i++)//n个数排序,只用进行n-1趟
{
for (j = 1; j <= n - i; j++)
//从第1为开始比较直到最后一个尚未归为的数
{
if (a[j] < a[j + 1])//比较大小并交换
{t = a[j]; a[j] = a[j + 1]; a[j + 1] = t;}
}
}
for (i = 1; i <= n; i++)
printf("%d ", a[i]);
return 0;
}
5.3二维数组
5.3.1定义方式
二维数组定义的四种方式:
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ];
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { {数据1,数据2 } ,{数据3,数据4 } };
数据类型 数组名[ 行数 ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};
数据类型 数组名[ ][ 列数 ] = { 数据1,数据2,数据3,数据4};
5.3.2数组名
- 查看二维数组所占内存空间
- 获取二维数组首地址
5.3.3元素逆置
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
int arr[5] = { 1,3,2,5,4 };
cout << "数组逆置之前" << endl;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout<<arr[i]<< endl;
}
int start = 0;
int end = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]) - 1;
while (start < end)
{
int temp = arr[start];
arr[start] = arr[end];
arr[end] = temp;
start++;
end--;
}
cout << "数组逆置后:" << endl;
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
cout << arr[i] << endl;
}
return 0;
}
6.函数
6.1概述
**作用:**将一段经常使用的代码封装起来,减少重复代码
一个较大的程序,一般分为若干个程序块,每个模块实现特定的功能。
6.2函数的定义
函数的定义一般主要有5个步骤:
1、返回值类型
2、函数名
3、参数表列
4、函数体语句
5、return 表达式
语法:
返回值类型 函数名 (参数列表)
{
函数体语句
return表达式
}
6.3函数的调用
**功能:**使用定义好的函数
语法:函数名(参数)
6.4值传递
- 所谓值传递,就是函数调用时实参将数值传入给形参
- 值传递时,如果形参发生,并不会影响实参
6.5函数的常见样式
- 无参无返
- 有参无返
- 无参有返
- 有参有返
6.6函数的声明
作用: 告诉编译器函数名称及如何调用函数。函数的实际主体可以单独定义。
- 函数的声明可以多次,但是函数的定义只能有一次
6.7函数的分文件编写
**作用:**让代码结构更加清晰
//1.创建.h后缀名的头文件
//2.创建.cpp后缀名的源文件
//3.在头文件中写函数的声明
//4.在源文件中写函数的定义
//swap.h文件
#include<iostream>
using namespace std;
//实现两个数字交换的函数声明
void swap(int a, int b);
//swap.cpp文件
#include "swap.h"
void swap(int a, int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
}
//main函数文件
#include "swap.h"
int main() {
int a = 100;
int b = 200;
swap(a, b);
system("pause");
return 0;
}
7.指针
7.1指针的基本概念
作用: 可以通过指针间接访问内存
- 内存编号是从0开始记录的,一般用十六进制数字表示
- 可以利用指针变量保存地址
//指针定义:数据类型*指针变量名
int*p;
int a;
p=&a;
//初始化
int *p=&a;
7.2指针变量的定义和使用
指针变量定义语法: 数据类型 * 变量名;
指针变量和普通变量的区别
- 普通变量存放的是数据,指针变量存放的是地址
- 指针变量可以通过" * "操作符,操作指针变量指向的内存空间,这个过程称为解引用
//可以通过解引用的方式来找到指针指向的内存——*代表解引用
*p=1000;//代表a=1000
7.3指针所占内存空间
在32位(x86)操作系统下,指针占4个字节空间大小,无论什么数据类型
在64位(x64)操作系统下,指针占8个字节空间大小,无论什么数据类型
7.4空指针和野指针
空指针:指针变量指向内存中编号为0的空间
用途:初始化指针变量
注意:空指针指向的内存不可以访问
//空指针初始化
int *p=NULL;
//0~255之间的内存编号是系统占用的,因此不可以访问
野指针:指针变量指向非法的内存空间
//在程序中,尽量避免出现野指针
int *p=(int*)0x1100;//将数值0x1100强转为int型指针
cout<<*p<<endl;//不能操作(访问)野指针(无权限),否则报错
7.5const修饰指针
三种情况
1.const修饰指针——常量指针
2.const修饰常量——指针常量
3.const既修饰指针,又修饰常量
//常量指针——指针的指向可以改,但指针指向的值不可以改
const int*p=&a;
int a=10,b=10;
p=&b;//a==b既a和b储存的值相同
//指针常量——指针的指向不可改,但指针指向的值可以改
int * const p=&a;
int a=10;
*p=20;
//既修饰指针,又修饰常量——指针的指向和指针指向的值都不可以改
const int * const p=&a;
int a=10,b=10;
*p=20;//错误
*p=&b;//错误
7.6指针和数组
**作用:**利用指针访问数组中元素
int i;
int arr[10] = { 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10 };
int* p=arr;//指向数组的指针
for (i = 0; i < 10; i++)
{
cout <<*p<<" ";
p++;
}
7.7指针和函数
**作用:**利用指针作函数参数,可以修改实参的值
int a = 10,b=20;
//值传递(单向传递)
void swap1(int a, int b)
{
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
swap1(a, b);
cout << "a=" << a << endl;//a=10
cout << "b=" << b << endl;//b=20
//地址传递(改变实参)
void swap2(int*p1, int*p2)
{
int temp = *p1;
*p1=*p2;
*p2= temp;
}
swap2(&a, &b);
cout << "a=" << a << endl;//a=20
cout << "b=" << b << endl;//b=10
7.8指针,数组,函数案例(冒泡排序)
void px(int*arr, int len)//排序
{
for (int i = 0; i < len - 1; i++)
{
for (int j = 0; j < len - i - 1; j++)
{
if (arr[j] > arr[j + 1])
{
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
void dy(int*arr, int len)//打印
{
for (int i = 0; i < len; i++)
{
cout << arr[i] << " ";
}
}
int arr[10] ={4.3,6,9,1,2,10,8,7,5};
int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);//数组长度
px(arr, len);
dy(arr, len);
8.结构体
8.1基本概念
结构体属于用户自定义的数据类型,允许用户存储不同的数据类型
8.2结构体定义与使用
1.语法:struct 结构体名{结构体成员列表};
2.创建结构体变量三种方式
- struct student s1;
- struct student s1={``````};//定义同时初始化
- 在定义结构体时顺便创建结构体变量;
3.注意:定义结构体时struct不可省略,创建结构体变量时struct可省略(C++)
8.3结构体数组
**作用:**将自定义的结构体放入到数组中方便维护
语法:struct 结构体名 数组名[元素个数] = { {} , {} , ... {} }
8.4结构体指针
1.作用:通过指针访问结构体中的成员
2.用操作符->访问变量
struct student
{
string name;//姓名
int age;//年龄
int score;//成绩
};
struct student s = { "张三",18,100 };
struct student* p = &s;
//直接访问
cout << "姓名 " << s.name << "年龄 " << s.age << "成绩 " << s.score << endl;
//间接访问
cout << "姓名 " << p->name << "年龄 " << p->age << "成绩 " << p->score << endl;
8.5结构体嵌套结构体
作用: 结构体中的成员可以是另一个结构体
struct student
{
string name;//姓名
int age;//年龄
int score;//成绩
};
struct teacher
{
int id;//教师编号
string name;
int age;
struct student stu;
};
teacher t = {10000,"老王",50,"小王",20,60};
cout<<"老师姓名: "<<t.name<<" 老师编号: "<<t.id<<" 老师年龄: "<<t.age<<endl
<<"学生姓名: " <<t.stu.name<<" 学生年龄: "<<t.stu.age<<" 学生成绩: "<<t.stu.score<< endl;
8.6结构体做函数参数
**作用:**将结构体作为参数向函数中传递
传递方式有两种:
- 值传递
- 地址传递
void pf1(struct student s)
{
cout << "姓名 " << s.name << "年龄 " << s.age << "成绩 " << s.score << endl;
}
void pf2(struct student*p)
{
cout << "姓名 " << p->name << "年龄 " << p->age << "成绩 " << p->score << endl;
}
struct student
{
string name;//姓名
int age;//年龄
int score;//成绩
};
struct student s = { "张三",18,100 };
struct student* p = &s;
//值传递
pf1(s);
cout << "姓名 " << s.name << "年龄 " << s.age << "成绩 " << s.score << endl;
//地址传递
pf2(&s);
cout << "姓名 " << p->name << "年龄 " << p->age << "成绩 " << p->score << endl;
8.7结构体中const使用场景
1.作用:用const来防止误操作
2.案例
//将函数形参改为指针,可以减少内存空间,而且不会复制出新的副本出来
//值传递的话,数据有多大,就传多大,而指针只有定义时的字节大小
void pf2(const struct student*p)//加入const,一旦有修改操作就会报错
{
cout << "姓名 " << p->name << "年龄 " << p->age << "成绩 " << p->score << endl;
}
struct student
{
string name;//姓名
int age;//年龄
int score;//成绩
};
struct student s = { "张三",18,100 };
struct student* p = &s;
pf2(&s);
9.案例:通讯录管理系统
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
#define MAX 1000//最大人数
//联系人结构体
struct Person
{
string m_Name;//姓名
int m_Sex;//性别 1—男 2—女 3—其它
int m_Age;//年龄
string m_Phone;//电话
string m_Addr;//住址
};
//通讯录结构体
struct Addressbooks
{
struct Person personArray[MAX];//通讯录中保存的联系人数组
int m_Size;//通讯录中当前记录联系人个数
};
//菜单界面
void showMenu()
{
cout << "************************" << endl;
cout << "***** 1.添加联系人 *****" << endl;
cout << "***** 2.显示联系人 *****" << endl;
cout << "***** 3.删除联系人 *****" << endl;
cout << "***** 4.查找联系人 *****" << endl;
cout << "***** 5.修改联系人 *****" << endl;
cout << "***** 6.清空联系人 *****" << endl;
cout << "***** 0.退出通讯录 *****" << endl;
cout << "************************" << endl;
}
//1.添加联系人
void addPerson(Addressbooks *abs)
{
//判断通讯录是否已满,若满则不再添加
if (abs->m_Size == MAX)
{
cout << "通讯录已满,无法添加!" << endl;
return;
}
else
{
//添加联系人
//姓名
string name;
cout << "请输入姓名: " << endl;
cin >> name;
abs->personArray[abs->m_Size].m_Name = name;
//性别
cout << "请输入性别: " << endl;
cout << "1——男" << endl;
cout << "2——女" << endl;
cout << "3——其它" << endl;
int sex = 0;
while (true)
{
//如果输入1或2或3可以退出循环,若输入有误,则重新输入
cin >> sex;
if(sex==1||sex==2||sex==3)
{
abs->personArray[abs->m_Size].m_Sex = sex;
break;
}
cout << "输入有误,请重新输入" << endl;
}
//年龄
cout << "请输入年龄: " << endl;
int age = 0;
cin >> age;
abs->personArray[abs->m_Size].m_Age = age;
//电话
cout << "请输入电话: " << endl;
string phone;
cin >> phone;
abs->personArray[abs->m_Size].m_Phone = phone;
//住址
cout << "请输入住址: " << endl;
string address;
cin >> address;
abs->personArray[abs->m_Size].m_Addr = address;
//更新通讯录人数
abs->m_Size++;
cout << "添加成功" << endl;
system("pause");//请按任意键继续
system("cls");//清屏操作
}
}
//2.显示联系人
void showPerson(Addressbooks* abs)
{
//判断通讯录中人数是否为0,若为0,提示为空,否则显示联系人信息
if (abs->m_Size == 0)
{
cout << "当前记录为空" << endl;
}
else
{
for (int i = 0; i < abs->m_Size; i++)
{
cout << "姓名: " << abs->personArray[i].m_Name << "\t";
cout << "性别: ";
switch (abs->personArray[i].m_Sex)
{
case 1:cout << "男" << "\t"; break;
case 2:cout << "女" << "\t"; break;
case 3:cout << "其它" << "\t"; break;
}
cout << "年龄: " << abs->personArray[i].m_Age << "\t";
cout << "电话: " << abs->personArray[i].m_Phone << "\t";
cout << "住址: " << abs->personArray[i].m_Addr<< endl;
}
}
system("pause");//按任意键继续
system("cls");//清屏
}
//检测联系人是否存在,若存在,返回联系人所在数组中的具体位置,不存在则返回-1
int Exist(Addressbooks* abs, string name)
{
for (int i = 0; i < abs->m_Size; i++)
{
if (abs->personArray[i].m_Name == name)
{
return i;
}
}
return -1;//如果遍历数组后没找到,返回-1
}
//3.删除联系人
void deletePerson(Addressbooks* abs)
{
cout << "请输入您要删除的联系人" << endl;
string name;
cin >> name;
int ret = Exist(abs, name);
if (ret == -1)
{
cout << "查无此人" << endl;
}
else
{
cout << "找到此人" << endl;
for (int i = ret; i < abs->m_Size; i++)
{
//数据迁移
abs->personArray[i] = abs->personArray[i + 1];
}
abs->m_Size--;//更新通讯录中的人员数
}
system("pause");
system("cls");
}
//4.查找联系人
void findPerson(Addressbooks* abs)
{
cout << "请输入您要查找的联系人" << endl;
string name;
cin >> name;
int ret = Exist(abs, name);
if (ret == -1)
{
cout << "查无此人" << endl;
}
else
{
int i=ret;
cout << "姓名: " << abs->personArray[i].m_Name << "\t";
cout << "性别: ";
switch (abs->personArray[i].m_Sex)
{
case 1:cout << "男" << "\t"; break;
case 2:cout << "女" << "\t"; break;
case 3:cout << "其它" << "\t"; break;
}
cout << "年龄: " << abs->personArray[i].m_Age << "\t";
cout << "电话: " << abs->personArray[i].m_Phone << "\t";
cout << "住址: " << abs->personArray[i].m_Addr << endl;
}
system("pause");//按任意键继续
system("cls");//清屏
}
//5.修改联系人
void modifyPerson(Addressbooks* abs)
{
cout << "请输入您要修改的联系人" << endl;
string name;
cin >> name;
int ret = Exist(abs, name);
if (ret == -1)
{
cout << "查无此人" << endl;
}
else
{
//姓名
string name;
cout << "请输入姓名: " << endl;
abs->personArray[ret].m_Name = name;
//性别
cout << "请输入性别: " << endl;
cout << "1——男" << endl;
cout << "2——女" << endl;
cout << "3——其它" << endl;
int sex = 0;
while (true)
{
//如果输入1或2或3可以退出循环,若输入有误,则重新输入
cin >> sex;
if (sex == 1 || sex == 2 || sex == 3)
{
abs->personArray[ret].m_Sex = sex;
break;
}
cout << "输入有误,请重新输入" << endl;
}
//年龄
cout << "请输入年龄: " << endl;
int age = 0;
cin >> age;
abs->personArray[ret].m_Age = age;
//电话
cout << "请输入电话: " << endl;
string phone;
cin >> phone;
abs->personArray[ret].m_Phone = phone;
//住址
cout << "请输入住址: " << endl;
string address;
cin >> address;
abs->personArray[ret].m_Addr = address;
cout << "修改成功" << endl;
}
system("pause");//按任意键继续
system("cls");//清屏
}
//6.清空联系人
void cleanPerson(Addressbooks* abs)
{
abs->m_Size = 0;//将当前记录联系人数置为0,做逻辑上的清空操作
cout << "通讯录已清空" << endl;
system("pause");//按任意键继续
system("cls");//清屏
}
int main()
{
Addressbooks abs;//创建通讯录结构体变量
abs.m_Size = 0;//初始化通讯录中人数
int select = 0;//创建用户选择输入的变量
while (true)
{
//菜单调用
showMenu();
cin >> select;
switch (select)
{
case 1://1.添加联系人
addPerson(&abs);
break;
case 2://2.显示联系人
showPerson(&abs);
break;
case 3://3.删除联系人
deletePerson(&abs);
break;
case 4://4.查找联系人
findPerson(&abs);
break;
case 5://5.修改联系人
modifyPerson(&abs);
break;
case 6://6.清空联系人
cleanPerson(&abs);
break;
case 0://0.退出通讯录
{
cout << "欢迎下次使用" << endl;
system("pause");
return 0;
break;
}
default:
break;
}
}
system("pause");
return 0;
}
二、C++核心编程
1.内存分区模型
<1>内存四区—代码区
存放函数体的二进制代码,由操作系统进行管理;
<2>内存四区—全局区
存放全局变量和静态变量以及常量;(各变量,存储区域,即地址不同,全局变量,静态变量以及常量放一个区域 )
<3>内存四区—栈区
由编译器自动分配释放,存放函数的参数值,局部变量等;
<4>内存四区—堆区
由程序员分配和释放,若程序员不释放,程序结束由操作系统回收;
1.1程序运行前
在程序编译后,生成了exe可执行程序,未执行该程序前分为两个区域
代码区:
存放CPU执行的机器指令
代码区是共享的,共享的目的是对于频繁被执行的程序,只需要在内存中有一份代码即可
代码区是只读的,使其只读的原因是防止程序意外地修改了它的指令
全局区:
全局变量和静态变量存放在此
全局区还包含了常量区,字符串常量和其他常量也存放在此,
该区域的数据在程序结束后由操作系统释放
//实验代码
int g_a = 10;
int g_b = 10;
const int c_g_a = 10;//const修饰的全局变量
const int c_g_b = 10;
int main()
{
int a = 10;
int b = 10;
const int c_l_a = 10;//const修饰的局部变量
const int c_l_b = 10;
static int s_c = 10;//静态变量
static int s_d = 10;//静态变量
cout << "局部变量的储存地址是:" << (int)&a << endl;
cout << "局部变量的储存地址是:" << (int)&b << endl;
cout << "全局变量a的储存地址是:" << (int)&g_a << endl;
cout << "全局变量b的储存地址是:" << (int)&g_b << endl;
cout << "静态变量的储存地址是:" << (int)&s_c << endl;
cout << "静态变量的储存地址是:" << (int)&s_d<< endl;
cout << "字符串常量储存地址为:" << (int)&"hello world" << endl;
cout << "const修饰的全局常量c_g_a的储存地址是:" << (int)&c_g_a << endl;
cout << "const修饰的全局常量c_g_b的储存地址是:" << (int)&c_g_b << endl;
cout << "const修饰的局部常量c_l_a的储存地址是:" << (int)&c_l_a << endl;
cout << "const修饰的局常变量c_l_a的储存地址是:" << (int)&c_l_a << endl;
system("pause");
return 0;
}
c—const; g—global;//全局 l—local;//局部 s—static//静态
1.2程序运行后
栈区:
注意:不要返回局部变量的地址,栈区开辟的数据由编译器管理开辟和释放
int * func()
{
int a = 10;//局部变量 存放在栈区,战区的数据在函数执行完后自动释放
return &a;//返回局部变量的地址
}
int main() {
//接受func函数的返回值
int *p = func();
cout << *p << endl;//第一次可以打印正确的数字,是因为编译器做了保留
cout << *p << endl;//第二次这个数据就不再保留
system("pause");
return 0;
}
堆区:
由程序员分配释放,若程序员不释放,程序结束时由操作系统回收
在C++中主要利用new在堆区开辟内存
int* func()
{
//利用new关键字 可以将数据开辟到堆区
//指针 本质也是局部变量,放在栈上,指针保存的数据是放在堆区
int* a = new int(10);
return a;
}
int main() {
//在堆区开辟数据
int *p = func();
cout << *p << endl;
cout << *p << endl;
system("pause");
return 0;
}
1.3new操作符
<1>用new操作符在堆区开辟数据
<2>堆区开辟的数据,由程序员手动开辟,手动释放,释放利用操作符delete
eg:delete p;//释放堆区数据
delete[]arr;//释放数组时,需加[];
<3>语法:new 数据类型
<4>利用new创建的数据,会返回该数据对应的类型的指针
eg:int *p=new int(10);//在堆区创建整型数据,并赋值为10
eg:int *arr=new int[10];//在堆区创建10整型数据,10代表数组有10个元素
2.引用
2.1引用的基本使用
<1>作用:给变量起别名
<2>语法:数据类型 &别名=原名
注:别名,原名使用同一存储空间,一改全改;
2.2引用的注意事项
引用必须初始化
引用在初始化之后,不可更改对象,但可用赋值改变存储空间的值
2.3引用做函数参数
<1>作用:函数传参时,可以利用引用的技术让形参修饰实参(效果与地址传递相同)
<2>优点:可以简化指针修改实参
//值传递
void func01(int a,int b)
{
int temp=a;
a=b;
b=temp;
}
//地址传递
void func02(int *a,int*b)
{
int temp=*a;
*a=*b;
*b=temp;
}
//引用传递
void func03(int &a,int &b)//别名
{
int temp=a;
a=b;
b=temp;
}
int main()
{
int a=10;
int b=20;
func03(a,b);//原名
return 0;
}
2.4引用的本质
<1>作用:引用是可以作为函数的返回值存在的
<2>不要返回局部变量引用
<3>用法:函数调用作为左值
//返回局部变量引用
int& test01(){
int a=10;//局部变量(位于栈区)
return a;
}
//返回静态变量引用
int& test02(){
static int a=20;//静态变量,存放在全局区,全局区上的数据在程序结束后系统释放
return a;
}
int main()
{
int &ref01=test01;
cout<<"ref01="<<ref01<<endl;//第一次结果正确,是因为编译器做了保留
cout<<"ref01="<<ref01<<endl;//第二次结果错误,因为a的内存已经释放
int &ref02=test02;
cout<<"ref02="<<ref02<<endl;
test02()=1000;//如果函数的返回值是引用,这个函数调用可以作为左值
cout<<"ref02="<<ref02<<endl;//test02为原名,ref为别名
}
2.5引用的本质
本质:引用的本质在C++内部实现是一个指针常量
//发现是引用,转换为int *const ref=&a;
void func(int& ref)
{
ref=100;//ref是引用,转换为*ref=100;
}
int main()
{
int a=10;
//自动转换为int* const ref=&a;指针常量是指针指向不可改,也说明为什么引用不可更改
int& ref=a;
ref=20;//内部发现ref是引用,自动帮我们转换为:*ref=20
cout<<"a:"<<a<<endl;
cout<<"ref:"<<ref<<endl;
func(a);
return 0;
}
2.6常量引用
<1>常量引用主要用来修饰形参,防止误操作
<2>在函数形参列表中,可以加const修饰形参,防止形参改变实参
void func(const int& v)
{
v+=10;//错误
cont<<v<<endl;
}
int main()
{int a=10;
int& ref=a;//正确
int a=10;
int& ref=10;//错误,引用本身需要一个合法的内存空间,因此就这行错误
const int& ref=10;//正确,编译器优化代码:int temp=10;const int& ref=temp;
ref=20;//错误,加入const之后变为只读,不可修改
return 0;
}
3.函数提高
3.1函数默认参数
<1>在C++中,函数的形参列表中的形参是可以有默认值的
<2>语法:返回值类型 函数名 (参数=默认值){}
eg:int func(int a,int b=20,int c=30)
<3>注意事项:如果我们自己传入数据,就用自己的数据,如果没有,那么用默认值;
如果某个位置已经有了默认参数,那么从这个位置往后,从左到右都必须有默认值
如果函数声明有默认函数,函数实现就不能有默认函数,声明与实现只能有一个默认参数
eg:
int func(int a=10,int b=10);
int func(int a,int b)
{
return a+b;
}
3.2函数占位参数
<1>C++中函数的形参列表里可以有占位参数,用来做占位,调用函数时必须填补该位置
<2>语法:返回值类型 函数名 (数据类型){}
//函数占位参数,占位参数也可以有默认参数
void func(int a,int)
{
cout<<"this is func"<<endl;
}
int main()
{
func(10,10);//占位参数必须填补
}
3.3函数重载
3.3.1函数重载概述
<1>作用:函数名可以相同,提高复用性
<2>函数重载满足条件:
同一个作用域下
函数名称相同
函数参数类型不同 或者 个数不同 或者 顺序不同
<3>注意:函数的返回值(函数的数据类型)不可以作为函数重载的条件
3.3.2函数重载注意事项
<1>引用作为重载条件
<2>函数重载碰到函数默认参数
//引用作为重载条件
void func(int &a)
{
cout<<"func(int &a)调用"<<endl;
}
void func(const int &a)
{
cout<<"func(const int &a)调用"<<endl;
}
//函数重载碰到函数默认参数
void func2(int a,int b=10)
{
cout<<"void func2(int a,int b=10)调用"<<endl;
}
void func2(int a)
{
cout<<"void func2(int a)调用"<<endl;
}
int main()
{
int a=10;
func(a);//调用无const
func(10);//调用有const
//func2(10);//碰到默认参数产生歧义,需要避免
}
4.类和对象
C++面向对象的三大特性为:封装,继承,多态;
C++认为万物皆可对象,对象上有其属性和行为
具有相同性质的对象,我们可以抽象称为类,eg:人属于人类
4.1封装
4.1.1封装的意义
<1>封装是C++面向对象三大特性之一
<2>封装的意义:
a.将属性和行为作为一个整体,表现生活中的事物;
b.将属性和行为加以权限控制;
封装意义一:
在设计类的时候,将属性和行为作为一个整体,表现生活中的事物;
语法:class 类名{ 访问权限:属性 / 行为};
class Student
{
public://公共权限
//类中的属性和行为 我们统一称为成员
//属性 成员属性 成员变量
//行为 成员函数 成员方法
//属性
string m_Name;//姓名
int m_Id;//学号
//行为
//显示姓名和学号
void showStudnet()
{
}
}
封装的意义二
类在设计时,可以把属性和行为放在不同的的权限下,加以控制
访问权限有三种:
1.public 公共权限 类内可以访问,类外可以访问
2.protected 保护权限 类内可以访问,类外不可以访问
3.provate 私有权限 类内可以访问,类外不可以访问
4.1.2 struct和class的区别
在C++中struct和class唯一的区别在于 默认的访问权限不同
区别:
a.struct默认权限为公共
b.class 默认权限为私有
class C1
{
int m_A;//默认权限为私有
};
struct C2
{
int m_A;//默认权限为公共
};
4.1.3成员属性设置为私有
优点一:将所有成员属性设置为私有,可以自己控制读写权限
优点二:对于写权限,我们可以检测数据的有效性
class Person {
public:
//姓名设置可读可写
void setName(string name) {
m_Name = name;
}
string getName()
{
return m_Name;
}
//获取年龄
int getAge() {
return m_Age;
}
//设置年龄
void setAge(int age) {
if (age < 0 || age > 150) {
cout << "你个老妖精!" << endl;
return;
}
m_Age = age;
}
//情人设置为只写
void setLover(string lover) {
m_Lover = lover;
}
private:
string m_Name; //可读可写 姓名
int m_Age; //只读 年龄
string m_Lover; //只写 情人
};
int main() {
Person p;
//姓名设置
p.setName("张三");
cout << "姓名: " << p.getName() << endl;
//年龄设置
p.setAge(50);
cout << "年龄: " << p.getAge() << endl;
//情人设置
p.setLover("苍井");
//cout << "情人: " << p.m_Lover << endl; //只写属性,不可以读取
system("pause");
return 0;
}
4.2对象的初始化和清理
C++中面向对象来源于生活,每个对象也都会有初始设置以及对象销毁前的清理数据的设置
4.2.1构造函数和析构函数
对象的初始化和清理也是两个非常重要的问题
一个对象或变量没有初始化状态,对其使用后果是未知
同样的使用完一个对象或变量,没有及时清理,也会造成一定的安全问题
C++利用了构造函数和析构函数解决上述问题,这两个函数将会被编译器自动调用,完成对象初始化和清理工作。
对象的初始化和清理工作是编译器强制我们做的事情,因此如果我们不提供构造和析构,编译器会提供
编译器提供的构造函数和析构函数是空实现
-
构造函数:主要作用在于创建对象时为对象的成员属性赋值,构造函数由编译器自动调用,无须手动调用。
-
析构函数:主要作用在于对象销毁前系统自动调用,执行一些清理工作。
构造函数语法:类名(){}
1.构造函数,没有返回值也不写void;
2.函数名称与类名相同;
3.构造函数可以有参数,因此可以发生重载;
4.程序在调用对象时候会自动调用构造,无须手动调用,而且只会调用一次;
析构函数语法:~类名(){}
1.析构函数,没有返回值也不写void;
2.函数名称与类名相同,在名称前加上符号~;
3.析构函数不可以有参数,因此不可以发生重载;
4.程序在销毁对象前会自动调用析构,无须手动调用,而且只会调用一次;
class Person
{
public:
//构造函数
Person()
{
cout<<"Person的构造函数调用"<<endl;
}
//析构函数
~Person()
{
cout<<"Person的析构函数调用"<<endl;
}
};
// 构造和析构都是必须有的实现,如果我们自己不提供,编译器会提供一个空实现的构造和析构
void test01()
{
Person p;//在栈上的数据,test01执行完毕后,释放这个对象
}
int main()
{
test01();
Person p;//在主函数中运行,会显示"Person的构造函数调用",结束瞬间会出现"Person的析构函数调用"
system("pause");
return 0;
}
4.2.2构造函数的分类及调用
两种分类方式:
a.按参数分为:有参构造和无参构造
b.按类型分:普通构造和拷贝构造
三种调用方式:
a.括号法
b.显示法
c.隐式转换法
class Person
{
public:
//无参(默认)构造函数
Person()
{
cout<<"无参构造函数"<<endl;
}
//有参构造函数
Person(int a)
{
age=a;
cout<<"有参构造函数"<<endl;
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p)
{
age=p.age;
cout<<"拷贝构造函数"<<endl;
}
//析构函数
~Person()
{
cout<<"析构函数"<<endl;
}
public:
int age;
};
//构造函数的调用
//调用无参构造函数
void test01()
{
Person p;
}
//调用有参的构造函数
void test02()
{
//1.括号法
Person p1;//默认构造函数调用
Person p2(10);//有参构造函数
Person p3(p2);//拷贝构造函数
//注意事项
//调用默认构造函数的时候,不要加()
//因为下面的这行代码,编译器会认为是一个函数的声明,不会认为在创建对象
//Person p1();
cout<<"p2的年龄为: "<<p2.age<<endl;
cout<<"p3的年龄为: "<<p3.age<<endl;
//2.显示法
Person p1;
Person p2= Person(10);//有参构造
Person p3= Person(p2);//拷贝构造
//Person(10);//单独写就为匿名对象 特点:当前行执行结束后,系统会立即回收掉匿名对象
cout<<"aaaaaa"<<endl;
//注意事项
//不要利用拷贝构造函数初始化匿名对象,否则编译器会认为Person(p3)==Person p3;
Person(p3);
//3.隐式转换法
Person p4=10;//相当于写了 Person p4= Person(10); 有参构造
Person p5=p4;//拷贝构造
}
4.2.3拷贝构造函数调用时机
C++中拷贝构造函数调用时机通常有三种情况
-
使用一个已经创建完毕的对象来初始化一个新对象;
-
值传递的方式给函数参数传值;
-
以值方式返回局部对象;
4.2.4构造函数调用规则
默认情况下,c++编译器至少给一个类添加3个函数
1.默认构造函数(无参,函数体为空)
2.默认析构函数(无参,函数体为空)
3.默认拷贝构造函数,对属性进行值拷贝
构造函数调用规则如下:
- 如果用户定义有参构造函数,c++不在提供默认无参构造,但是会提供默认拷贝构造
- 如果用户定义拷贝构造函数,c++不会再提供其他构造函数
class Person {
public:
//无参(默认)构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int a) {
age = a;
cout << "有参构造函数!" << endl;
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
age = p.age;
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
}
public:
int age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
//如果不写拷贝构造,编译器会自动添加拷贝构造,并且做浅拷贝操作
Person p2(p1);
cout << "p2的年龄为: " << p2.age << endl;
}
void test02()
{
//如果用户提供有参构造,编译器不会提供默认构造,会提供拷贝构造
Person p1; //此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错
Person p2(10); //用户提供的有参
Person p3(p2); //此时如果用户没有提供拷贝构造,编译器会提供
//如果用户提供拷贝构造,编译器不会提供其他构造函数
Person p4; //此时如果用户自己没有提供默认构造,会出错
Person p5(10); //此时如果用户自己没有提供有参,会出错
Person p6(p5); //用户自己提供拷贝构造
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.2.5深拷贝与浅拷贝
浅拷贝:简单的赋值拷贝操作
深拷贝:在堆区重新申请空间,进行拷贝操作
class Person {
public:
//无参(默认)构造函数
Person() {
cout << "无参构造函数!" << endl;
}
//有参构造函数
Person(int age ,int height) {
cout << "有参构造函数!" << endl;
m_age = age;
m_height = new int(height);
}
//拷贝构造函数
Person(const Person& p) {
cout << "拷贝构造函数!" << endl;
//如果不利用深拷贝在堆区创建新内存,会导致浅拷贝带来的重复释放堆区问题
m_age = p.m_age;
m_height = new int(*p.m_height);
}
//析构函数
~Person() {
cout << "析构函数!" << endl;
if (m_height != NULL)
{
delete m_height;
}
}
public:
int m_age;
int* m_height;
};
void test01()
{
Person p1(18, 180);
Person p2(p1);
cout << "p1的年龄: " << p1.m_age << " 身高: " << *p1.m_height << endl;
cout << "p2的年龄: " << p2.m_age << " 身高: " << *p2.m_height << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.2.6初始化列表
作用:
C++提供了初始化列表语法,用来初始化属性
语法:构造函数():属性1(值1),属性2(值2)... {}
class Person {
public:
传统方式初始化
//Person(int a, int b, int c) {
// m_A = a;
// m_B = b;
// m_C = c;
//}
//初始化列表方式初始化
Person(int a, int b, int c) :m_A(a), m_B(b), m_C(c) {}
void PrintPerson() {
cout << "mA:" << m_A << endl;
cout << "mB:" << m_B << endl;
cout << "mC:" << m_C << endl;
}
private:
int m_A;
int m_B;
int m_C;
};
int main() {
Person p(1, 2, 3);
p.PrintPerson();
;
system("pause");
return 0;
}
4.2.7类对象作为类成员
C++类中的成员可以是另一个类的对象,我们称该成员为 对象成员
class A {}
class B
{
A a;
}
B类中有对象A作为成员,A为对象成员
class Phone
{
public:
Phone(string name)
{
m_PhoneName = name;
cout << "Phone构造" << endl;
}
~Phone()
{
cout << "Phone析构" << endl;
}
string m_PhoneName;
};
class Person
{
public:
//初始化列表可以告诉编译器调用哪一个构造函数
Person(string name, string pName) :m_Name(name), m_Phone(pName)
{
cout << "Person构造" << endl;
}
~Person()
{
cout << "Person析构" << endl;
}
void playGame()
{
cout << m_Name << " 使用" << m_Phone.m_PhoneName << " 牌手机! " << endl;
}
string m_Name;
Phone m_Phone;
};
void test01()
{
//当类中成员是其他类对象时,我们称该成员为 对象成员
//构造的顺序是 :先调用对象成员的构造,再调用本类构造
//析构顺序与构造相反
Person p("张三" , "苹果X");
p.playGame();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.2.8静态成员
静态成员就是在成员变量和成员函数前加上关键字static,称为静态成员
静态成员分为:
-
静态成员变量
- 所有对象共享同一份数据
- 在编译阶段分配内存
- 类内声明,类外初始化
-
静态成员函数
- 所有对象共享同一个函数
- 静态成员函数只能访问静态成员变量
//静态成员变量 class Person { public: static int m_A; //静态成员变量 //静态成员变量特点: //1 在编译阶段分配内存 //2 类内声明,类外初始化 //3 所有对象共享同一份数据 private: static int m_B; //静态成员变量也是有访问权限的 }; int Person::m_A = 10; int Person::m_B = 10; void test01() { //静态成员变量两种访问方式 //1、通过对象 Person p1; p1.m_A = 100; cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; Person p2; p2.m_A = 200; cout << "p1.m_A = " << p1.m_A << endl; //共享同一份数据 cout << "p2.m_A = " << p2.m_A << endl; //2、通过类名 cout << "m_A = " << Person::m_A << endl; //cout << "m_B = " << Person::m_B << endl; //私有权限访问不到 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; } 静态成员函数 class Person { public: //静态成员函数特点: //1 程序共享一个函数 //2 静态成员函数只能访问静态成员变量 static void func() { cout << "func调用" << endl; m_A = 100; //m_B = 100; //错误,不可以访问非静态成员变量 } static int m_A; //静态成员变量 int m_B; // private: //静态成员函数也是有访问权限的 static void func2() { cout << "func2调用" << endl; } }; int Person::m_A = 10; void test01() { //静态成员变量两种访问方式 //1、通过对象 Person p1; p1.func(); //2、通过类名 Person::func(); //Person::func2(); //私有权限访问不到 } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
4.3C++对象模型和this指针
4.3.1成员变量和成员函数分开存储
在C++中,类内的成员变量和成员函数分开存储
只有非静态成员变量才属于类的对象上
class Person {
public:
//非静态成员变量占对象空间
int mA;
//静态成员变量不占对象空间
static int mB;
//函数也不占对象空间,所有函数共享一个函数实例
void func() {}
//静态成员函数也不占对象空间
static void func() {}
};
int Person::mB=0;
void test01()
{
Person p;
//空对象占用内存空间为1
//C++编译器会给每个空对象分配一个字节空间,是为了区分空对象占内存的位置
//每个空对象也已应该有一个独一无二的内存地址
cout << sizeof(p) << endl;
}
int main() {
cout << sizeof(Person) << endl;
system("pause");
return 0;
}
4.3.2this指针概念
过4.3.1我们知道在C++中成员变量和成员函数是分开存储的
每一个非静态成员函数只会诞生一份函数实例,也就是说多个同类型的对象会共用一块代码
那么问题是:这一块代码是如何区分那个对象调用自己的呢?
c++通过提供特殊的对象指针,this指针,解决上述问题。this指针指向被调用的成员函数所属的对象
this指针是隐含每一个非静态成员函数内的一种指针
this指针不需要定义,直接使用即可
this指针的用途:
- 当形参和成员变量同名时,可用this指针来区分
- 在类的非静态成员函数中返回对象本身,可使用return *this
class Person
{
public:
Person(int age)
{
//1、当形参和成员变量同名时,可用this指针来区分
this->age = age;
}
Person& PersonAddPerson(Person p)
{
this->age += p.age;
//返回对象本身
return *this;
}
int age;
};
void test01()
{
Person p1(10);
cout << "p1.age = " << p1.age << endl;
Person p2(10);
p2.PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1).PersonAddPerson(p1);
cout << "p2.age = " << p2.age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.3.3空指针访问成员函数
C++中空指针也是可以调用成员函数的,但是也要注意有没有用到this指针
如果用到this指针,需要加以判断保证代码的健壮性
//空指针访问成员函数
class Person {
public:
void ShowClassName() {
cout << "我是Person类!" << endl;
}
void ShowPerson() {
if (this == NULL) {
return;
}
cout << mAge << endl;
}
public:
int mAge;
};
void test01()
{
Person * p = NULL;
p->ShowClassName(); //空指针,可以调用成员函数
p->ShowPerson(); //但是如果成员函数中用到了this指针,就不可以了
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.3.4const修饰成员函数
常函数:
- 成员函数后加const后我们称为这个函数为常函数
- 常函数内不可以修改成员属性
- 成员属性声明时加关键字mutable后,在常函数中依然可以修改
常对象:
- 声明对象前加const称该对象为常对象
- 常对象只能调用常函数
class Person {
public:
//this指针的本质是一个指针常量,指针的指向不可修改
//如果想让指针指向的值也不可以修改,需要声明常函数
void ShowPerson() const {
//在成员函数后面加const,修饰的是this指向,让指针指向的值也不可以修改
//this=NULL;//错误
//this->mb = 100;//错误
//const修饰成员函数,表示指针指向的内存空间的数据不能修改,除了mutable修饰的变量
}
void MyFunc() const {
//mA = 10000;
}
public:
int m_A;
mutable int m_B; //可修改 可变的
};
//const修饰对象 常对象
void test01() {
const Person person; //常量对象
cout << person.m_A << endl;
//person.mA = 100; //常对象不能修改成员变量的值,但是可以访问
person.m_B = 100; //但是常对象可以修改mutable修饰成员变量
//常对象访问成员函数
person.MyFunc(); //常对象不能调用const的函数
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.4友元
在程序里,有些私有属性想让类外特殊的一些函数或者类进行访问,就需要用到友元的技术
友元的目的就是让一个函数或者类 访问另一个类中私有成员
友元的关键字为 friend
友元的三种实现
- 全局函数做友元
- 类做友元
- 成员函数做友元
4.4.1全局函数做友元
class Building
{
//告诉编译器 goodGay全局函数 是 Building类的好朋友,可以访问类中的私有内容
friend void goodGay(Building * building);
public:
Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom; //卧室
};
void goodGay(Building * building)
{
cout << "好基友正在访问: " << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问: " << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
Building b;
goodGay(&b);
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.4.2类做友元
class Building;
class goodGay
{
public:
goodGay();
void visit();
private:
Building *building;
};
class Building
{
//告诉编译器 goodGay类是Building类的好朋友,可以访问到Building类中私有内容
friend class goodGay;
public:
Building();
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.4.3成员函数做友元
class Building;
class goodGay
{
public:
goodGay();
void visit(); //只让visit函数作为Building的好朋友,可以发访问Building中私有内容
void visit2();
private:
Building *building;
};
class Building
{
//告诉编译器 goodGay类中的visit成员函数 是Building好朋友,可以访问私有内容
friend void goodGay::visit();
public:
Building();
public:
string m_SittingRoom; //客厅
private:
string m_BedRoom;//卧室
};
Building::Building()
{
this->m_SittingRoom = "客厅";
this->m_BedRoom = "卧室";
}
goodGay::goodGay()
{
building = new Building;
}
void goodGay::visit()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void goodGay::visit2()
{
cout << "好基友正在访问" << building->m_SittingRoom << endl;
//cout << "好基友正在访问" << building->m_BedRoom << endl;
}
void test01()
{
goodGay gg;
gg.visit();
}
int main(){
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.5运算符重载
运算符重载概念:对已有的运算符重新进行定义,赋予其另一种功能,以适应不同的数据类型
4.5.1加号运算符重载
作用:实现两个自定义数据类型相加的运算
注意1:对于内置的数据类型的表达式的的运算符是不可能改变的
注意2:不要滥用运算符重载
class Person {
public:
Person() {};
Person(int a, int b)
{
this->m_A = a;
this->m_B = b;
}
//成员函数实现 + 号运算符重载
Person operator+(const Person& p) {
Person temp;
temp.m_A = this->m_A + p.m_A;
temp.m_B = this->m_B + p.m_B;
return temp;
}
public:
int m_A;
int m_B;
};
//全局函数实现 + 号运算符重载
//Person operator+(const Person& p1, const Person& p2) {
// Person temp(0, 0);
// temp.m_A = p1.m_A + p2.m_A;
// temp.m_B = p1.m_B + p2.m_B;
// return temp;
//}
//运算符重载 可以发生函数重载
Person operator+(const Person& p2, int val)
{
Person temp;
temp.m_A = p2.m_A + val;
temp.m_B = p2.m_B + val;
return temp;
}
void test() {
Person p1(10, 10);
Person p2(20, 20);
//成员函数方式
Person p3 = p2 + p1; //相当于 p2.operaor+(p1)
cout << "mA:" << p3.m_A << " mB:" << p3.m_B << endl;
Person p4 = p3 + 10; //相当于 operator+(p3,10)
cout << "mA:" << p4.m_A << " mB:" << p4.m_B << endl;
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
4.5.2左移运算符重载
作用:可以输出自定义数据类型
class Person {
friend ostream& operator<<(ostream& out, Person& p);
public:
Person(int a, int b)
{
this->m_A = a;
this->m_B = b;
}
//成员函数 实现不了 p << cout 不是我们想要的效果
//void operator<<(Person& p){
//}
private:
int m_A;
int m_B;
};
//全局函数实现左移重载
//ostream对象只能有一个
ostream& operator<<(ostream& out, Person& p) {
out << "a:" << p.m_A << " b:" << p.m_B;
return out;
}
void test() {
Person p1(10, 20);
cout << p1 << "hello world" << endl; //链式编程
}
int main() {
test();
system("pause");
return 0;
}
4.5.3递增运算符重载
作用: 通过重载递增运算符,实现自己的整型数据
class MyInteger {
friend ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint);
public:
MyInteger() {
m_Num = 0;
}
//前置++
MyInteger& operator++() {
//先++
m_Num++;
//再返回
return *this;
}
//后置++
MyInteger operator++(int) {
//先返回
MyInteger temp = *this; //记录当前本身的值,然后让本身的值加1,但是返回的是以前的值,达到先返回后++;
m_Num++;
return temp;
}
private:
int m_Num;
};
ostream& operator<<(ostream& out, MyInteger myint) {
out << myint.m_Num;
return out;
}
//前置++ 先++ 再返回
void test01() {
MyInteger myInt;
cout << ++myInt << endl;
cout << myInt << endl;
}
//后置++ 先返回 再++
void test02() {
MyInteger myInt;
cout << myInt++ << endl;
cout << myInt << endl;
}
int main() {
test01();
//test02();
system("pause");
return 0;
}
4.5.4赋值运算符重载
c++编译器至少给一个类添加4个函数
- 默认构造函数(无参,函数体为空)
- 默认析构函数(无参,函数体为空)
- 默认拷贝构造函数,对属性进行值拷贝
- 赋值运算符 operator=, 对属性进行值拷贝
如果类中有属性指向堆区,做赋值操作时也会出现深浅拷贝问题
class Person
{
public:
Person(int age)
{
//将年龄数据开辟到堆区
m_Age = new int(age);
}
//重载赋值运算符
Person& operator=(Person &p)
{
if (m_Age != NULL)
{
delete m_Age;
m_Age = NULL;
}
//编译器提供的代码是浅拷贝
//m_Age = p.m_Age;
//提供深拷贝 解决浅拷贝的问题
m_Age = new int(*p.m_Age);
//返回自身
return *this;
}
~Person()
{
if (m_Age != NULL)
{
delete m_Age;
m_Age = NULL;
}
}
//年龄的指针
int *m_Age;
};
void test01()
{
Person p1(18);
Person p2(20);
Person p3(30);
p3 = p2 = p1; //赋值操作
cout << "p1的年龄为:" << *p1.m_Age << endl;
cout << "p2的年龄为:" << *p2.m_Age << endl;
cout << "p3的年龄为:" << *p3.m_Age << endl;
}
int main() {
test01();
//int a = 10;
//int b = 20;
//int c = 30;
//c = b = a;
//cout << "a = " << a << endl;
//cout << "b = " << b << endl;
//cout << "c = " << c << endl;
system("pause");
return 0;
}
4.5.5关系运算符重载
作用:重载关系运算符,可以让两个自定义类型对象进行对比操作
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
};
bool operator==(Person & p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
bool operator!=(Person & p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return false;
}
else
{
return true;
}
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test01()
{
//int a = 0;
//int b = 0;
Person a("孙悟空", 18);
Person b("孙悟空", 18);
if (a == b)
{
cout << "a和b相等" << endl;
}
else
{
cout << "a和b不相等" << endl;
}
if (a != b)
{
cout << "a和b不相等" << endl;
}
else
{
cout << "a和b相等" << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.5.6函数调用运算符重载
- 函数调用运算符 () 也可以重载
- 由于重载后使用的方式非常像函数的调用,因此称为仿函数
- 仿函数没有固定写法,非常灵活
class MyPrint
{
public:
void operator()(string text)
{
cout << text << endl;
}
};
void test01()
{
//重载的()操作符 也称为仿函数
MyPrint myFunc;
myFunc("hello world");
}
class MyAdd
{
public:
int operator()(int v1, int v2)
{
return v1 + v2;
}
};
void test02()
{
MyAdd add;
int ret = add(10, 10);
cout << "ret = " << ret << endl;
//匿名对象调用
cout << "MyAdd()(100,100) = " << MyAdd()(100, 100) << endl;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
4.6继承
继承是面向对象三大特性之一
有些类与类之间存在特殊的关系,例如下图中:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-NX1duYzx-1673538217207)(C:\Users\LHK\AppData\Roaming\Typora\typora-user-images\image-20220317212432151.png)]
我们发现,定义这些类时,下级别的成员除了拥有上一级的共性,还有自己的特性。
这个时候我们就可以考虑利用继承的技术,减少重复代码
4.6.1继承的基本语法
例如我们看到很多网站中,都有公共的头部,公共的底部,甚至公共的左侧列表,只有中心内容不同
接下来我们分别利用普通写法和继承的写法来实现网页中的内容,看一下继承存在的意义以及好处
普通实现:
//Java页面
class Java
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void content()
{
cout << "JAVA学科视频" << endl;
}
};
//Python页面
class Python
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void content()
{
cout << "Python学科视频" << endl;
}
};
//C++页面
class CPP
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
void content()
{
cout << "C++学科视频" << endl;
}
};
void test01()
{
//Java页面
cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
Java ja;
ja.header();
ja.footer();
ja.left();
ja.content();
cout << "--------------------" << endl;
//Python页面
cout << "Python下载视频页面如下: " << endl;
Python py;
py.header();
py.footer();
py.left();
py.content();
cout << "--------------------" << endl;
//C++页面
cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
CPP cp;
cp.header();
cp.footer();
cp.left();
cp.content();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
继承实现:
//公共页面
class BasePage
{
public:
void header()
{
cout << "首页、公开课、登录、注册...(公共头部)" << endl;
}
void footer()
{
cout << "帮助中心、交流合作、站内地图...(公共底部)" << endl;
}
void left()
{
cout << "Java,Python,C++...(公共分类列表)" << endl;
}
};
//Java页面
class Java : public BasePage
{
public:
void content()
{
cout << "JAVA学科视频" << endl;
}
};
//Python页面
class Python : public BasePage
{
public:
void content()
{
cout << "Python学科视频" << endl;
}
};
//C++页面
class CPP : public BasePage
{
public:
void content()
{
cout << "C++学科视频" << endl;
}
};
void test01()
{
//Java页面
cout << "Java下载视频页面如下: " << endl;
Java ja;
ja.header();
ja.footer();
ja.left();
ja.content();
cout << "--------------------" << endl;
//Python页面
cout << "Python下载视频页面如下: " << endl;
Python py;
py.header();
py.footer();
py.left();
py.content();
cout << "--------------------" << endl;
//C++页面
cout << "C++下载视频页面如下: " << endl;
CPP cp;
cp.header();
cp.footer();
cp.left();
cp.content();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
继承的好处:可以减少重复的代码
class A : public B;
A 类称为子类 或 派生类
B 类称为父类 或 基类
派生类中的成员,包含两大部分:
一类是从基类继承过来的,一类是自己增加的成员。
从基类继承过过来的表现其共性,而新增的成员体现了其个性。
4.6.2 继承方式
继承的语法:class 子类 : 继承方式 父类
继承方式一共有三种:
- 公共继承
- 保护继承
- 私有继承
class Base1
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
//公共继承
class Son1 :public Base1
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 public权限
m_B; //可访问 protected权限
//m_C; //不可访问
}
};
void myClass()
{
Son1 s1;
s1.m_A; //其他类只能访问到公共权限
}
//保护继承
class Base2
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son2:protected Base2
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 protected权限
m_B; //可访问 protected权限
//m_C; //不可访问
}
};
void myClass2()
{
Son2 s;
//s.m_A; //不可访问
}
//私有继承
class Base3
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C;
};
class Son3:private Base3
{
public:
void func()
{
m_A; //可访问 private权限
m_B; //可访问 private权限
//m_C; //不可访问
}
};
class GrandSon3 :public Son3
{
public:
void func()
{
//Son3是私有继承,所以继承Son3的属性在GrandSon3中都无法访问到
//m_A;
//m_B;
//m_C;
}
};
4.6.3 继承中的对象模型
class Base
{
public:
int m_A;
protected:
int m_B;
private:
int m_C; //私有成员只是被隐藏了,但是还是会继承下去
};
//公共继承
class Son :public Base
{
public:
int m_D;
};
void test01()
{
//父类中所有非静态成员属性都会被子类继承下去
cout << "sizeof Son = " << sizeof(Son) << endl;//16
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
//利用开发人员命令提示工具查看对象模型
//跳转盘符 F:
//跳转文件路径 cd 具体路径下
//查看命名
//然后输入: cl /d1 reportSingleClassLayout类名 所属文件名
4.6.4 继承中构造和析构顺序
子类继承父类后,当创建子类对象,也会调用父类的构造函数
问题:父类和子类的构造和析构顺序是谁先谁后?
class Base
{
public:
Base()
{
cout << "Base构造函数!" << endl;
}
~Base()
{
cout << "Base析构函数!" << endl;
}
};
class Son : public Base
{
public:
Son()
{
cout << "Son构造函数!" << endl;
}
~Son()
{
cout << "Son析构函数!" << endl;
}
};
void test01()
{
//继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反
Son s;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:继承中 先调用父类构造函数,再调用子类构造函数,析构顺序与构造相反
4.6.5 继承同名成员处理方式
问题:当子类与父类出现同名的成员,如何通过子类对象,访问到子类或父类中同名的数据呢?
- 访问子类同名成员 直接访问即可
- 访问父类同名成员 需要加作用域
class Base {
public:
Base()
{
m_A = 100;
}
void func()
{
cout << "Base - func()调用" << endl;
}
void func(int a)
{
cout << "Base - func(int a)调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
class Son : public Base {
public:
Son()
{
m_A = 200;
}
//当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏父类中所有版本的同名成员函数
//如果想访问父类中被隐藏的同名成员函数,需要加父类的作用域
void func()
{
cout << "Son - func()调用" << endl;
}
public:
int m_A;
};
void test01()
{
Son s;
cout << "Son下的m_A = " << s.m_A << endl;
cout << "Base下的m_A = " << s.Base::m_A << endl;
s.func();
s.Base::func();
s.Base::func(10);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return EXIT_SUCCESS;
}
总结:
- 子类对象可以直接访问到子类中同名成员
- 子类对象加作用域可以访问到父类同名成员
- 当子类与父类拥有同名的成员函数,子类会隐藏父类中同名成员函数,加作用域可以访问到父类中同名函数
4.6.6 继承同名静态成员处理方式
问题:继承中同名的静态成员在子类对象上如何进行访问?
静态成员和非静态成员出现同名,处理方式一致
- 访问子类同名成员 直接访问即可
- 访问父类同名成员 需要加作用域
class Base {
public:
static void func()
{
cout << "Base - static void func()" << endl;
}
static void func(int a)
{
cout << "Base - static void func(int a)" << endl;
}
static int m_A;
};
int Base::m_A = 100;
class Son : public Base {
public:
static void func()
{
cout << "Son - static void func()" << endl;
}
static int m_A;
};
int Son::m_A = 200;
//同名成员属性
void test01()
{
//通过对象访问
cout << "通过对象访问: " << endl;
Son s;
cout << "Son 下 m_A = " << s.m_A << endl;
cout << "Base 下 m_A = " << s.Base::m_A << endl;
//通过类名访问
cout << "通过类名访问: " << endl;
cout << "Son 下 m_A = " << Son::m_A << endl;
第一个::代表通过类名方式访问,第二个::代表访问父类作用域下
cout << "Base 下 m_A = " << Son::Base::m_A << endl;
}
//同名成员函数
void test02()
{
//通过对象访问
cout << "通过对象访问: " << endl;
Son s;
s.func();
s.Base::func();
cout << "通过类名访问: " << endl;
Son::func();
Son::Base::func();
//出现同名,子类会隐藏掉父类中所有同名成员函数,需要加作作用域访问
Son::Base::func(100);
}
int main() {
//test01();
tst02();
system("pause");
return 0;
}
总结:同名静态成员处理方式和非静态处理方式一样,只不过有两种访问的方式(通过对象 和 通过类名)
4.6.7 多继承语法
C++允许一个类继承多个类
语法:class 子类 :继承方式 父类1 , 继承方式 父类2...
多继承可能会引发父类中有同名成员出现,需要加作用域区分
C++实际开发中不建议用多继承
class Base1 {
public:
Base1()
{
m_A = 100;
}
public:
int m_A;
};
class Base2 {
public:
Base2()
{
m_A = 200; //开始是m_B 不会出问题,但是改为mA就会出现不明确
}
public:
int m_A;
};
//语法:class 子类:继承方式 父类1 ,继承方式 父类2
class Son : public Base2, public Base1
{
public:
Son()
{
m_C = 300;
m_D = 400;
}
public:
int m_C;
int m_D;
};
//多继承容易产生成员同名的情况
//通过使用类名作用域可以区分调用哪一个基类的成员
void test01()
{
Son s;
cout << "sizeof Son = " << sizeof(s) << endl;
cout << s.Base1::m_A << endl;
cout << s.Base2::m_A << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结: 多继承中如果父类中出现了同名情况,子类使用时候要加作用域
4.6.8 菱形继承
菱形继承概念:
两个派生类继承同一个基类
又有某个类同时继承者两个派生类
这种继承被称为菱形继承,或者钻石继承
典型的菱形继承案例:
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-3VLa1zsh-1599302023870)(assets/clip_image002.jpg)]
菱形继承问题:
- 羊继承了动物的数据,驼同样继承了动物的数据,当草泥马使用数据时,就会产生二义性。
- 草泥马继承自动物的数据继承了两份,其实我们应该清楚,这份数据我们只需要一份就可以。
class Animal
{
public:
int m_Age;
};
//继承前加virtual关键字后,变为虚继承
//此时公共的父类Animal称为虚基类
class Sheep : virtual public Animal {};
class Tuo : virtual public Animal {};
class SheepTuo : public Sheep, public Tuo {};
void test01()
{
SheepTuo st;
st.Sheep::m_Age = 100;
st.Tuo::m_Age = 200;
cout << "st.Sheep::m_Age = " << st.Sheep::m_Age << endl;
cout << "st.Tuo::m_Age = " << st.Tuo::m_Age << endl;
cout << "st.m_Age = " << st.m_Age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 菱形继承带来的主要问题是子类继承两份相同的数据,导致资源浪费以及毫无意义
- 利用虚继承可以解决菱形继承问题
4.7多态
4.7.1 多态的基本概念
多态是C++面向对象三大特性之一
多态分为两类
- 静态多态: 函数重载 和 运算符重载属于静态多态,复用函数名
- 动态多态: 派生类和虚函数实现运行时多态
静态多态和动态多态区别:
- 静态多态的函数地址早绑定 - 编译阶段确定函数地址
- 动态多态的函数地址晚绑定 - 运行阶段确定函数地址
class Animal
{
public:
//Speak函数就是虚函数
//函数前面加上virtual关键字,变成虚函数,那么编译器在编译的时候就不能确定函数调用了。
//不加virtual关键字,animal大小为1(空类),加上为4
virtual void speak()
{
cout << "动物在说话" << endl;
}
};
class Cat :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小猫在说话" << endl;
}
};
class Dog :public Animal
{
public:
void speak()
{
cout << "小狗在说话" << endl;
}
};
//我们希望传入什么对象,那么就调用什么对象的函数
//如果函数地址在编译阶段就能确定,那么静态联编
//如果函数地址在运行阶段才能确定,就是动态联编
void DoSpeak(Animal & animal)//Animal &animal=cat;父类引用指向子类对象
{
animal.speak();
}
//
//动态多态满足条件:
//1、有继承关系
//2、子类重写父类中的虚函数
//重写:函数返回值类型 函数名 参数列表 都完全相同(子类的virtual可加可不加)
//多态使用:
//父类指针或引用指向子类对象
void test01()
{
Cat cat;
DoSpeak(cat);
Dog dog;
DoSpeak(dog);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
多态满足条件
- 有继承关系
- 子类重写父类中的虚函数
多态使用条件
- 父类指针或引用指向子类对象
重写:函数返回值类型 函数名 参数列表 完全一致称为重写
当子类重写父类的虚函数,子类中的虚函数表内部会替换成子类的虚函数地址
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-oaujxCGh-1673538217208)(/C:/Users/LHK/AppData/Roaming/Typora/typora-user-images/image-20220430214028155.png)]
4.7.2 多态案例一-计算器类
案例描述:
分别利用普通写法和多态技术,设计实现两个操作数进行运算的计算器类
多态的优点:
- 代码组织结构清晰
- 可读性强
- 利于前期和后期的扩展以及维护
//普通实现
class Calculator {
public:
int getResult(string oper)
{
if (oper == "+") {
return m_Num1 + m_Num2;
}
else if (oper == "-") {
return m_Num1 - m_Num2;
}
else if (oper == "*") {
return m_Num1 * m_Num2;
}
//如果要提供新的运算,需要修改源码
}
public:
int m_Num1;
int m_Num2;
};
void test01()
{
//普通实现测试
Calculator c;
c.m_Num1 = 10;
c.m_Num2 = 10;
cout << c.m_Num1 << " + " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("+") << endl;
cout << c.m_Num1 << " - " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("-") << endl;
cout << c.m_Num1 << " * " << c.m_Num2 << " = " << c.getResult("*") << endl;
}
//多态实现
//抽象计算器类
//多态优点:代码组织结构清晰,可读性强,利于前期和后期的扩展以及维护
class AbstractCalculator
{
public :
virtual int getResult()
{
return 0;
}
int m_Num1;
int m_Num2;
};
//加法计算器
class AddCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 + m_Num2;
}
};
//减法计算器
class SubCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 - m_Num2;
}
};
//乘法计算器
class MulCalculator :public AbstractCalculator
{
public:
int getResult()
{
return m_Num1 * m_Num2;
}
};
void test02()
{
//创建加法计算器
AbstractCalculator *abc = new AddCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " + " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
delete abc; //用完了记得销毁
//创建减法计算器
abc = new SubCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " - " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
delete abc;
//创建乘法计算器
abc = new MulCalculator;
abc->m_Num1 = 10;
abc->m_Num2 = 10;
cout << abc->m_Num1 << " * " << abc->m_Num2 << " = " << abc->getResult() << endl;
delete abc;
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
4.7.3 纯虚函数和抽象类
在多态中,通常父类中虚函数的实现是毫无意义的,主要都是调用子类重写的内容
因此可以将虚函数改为纯虚函数
纯虚函数语法:virtual 返回值类型 函数名 (参数列表)= 0 ;
当类中有了纯虚函数,这个类也称为抽象类
抽象类特点:
- 无法实例化对象
- 子类必须重写抽象类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
class Base
{
public:
//纯虚函数
//类中只要有一个纯虚函数就称为抽象类
//抽象类无法实例化对象
//子类必须重写父类中的纯虚函数,否则也属于抽象类
virtual void func() = 0;
};
class Son :public Base
{
public:
virtual void func()
{
cout << "func调用" << endl;
};
};
void test01()
{
Base * base = NULL;
//base = new Base; // 错误,抽象类无法实例化对象
base = new Son;
base->func();
delete base;//记得销毁
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.7.4 多态案例二-制作饮品
案例描述:
制作饮品的大致流程为:煮水 - 冲泡 - 倒入杯中 - 加入辅料
利用多态技术实现本案例,提供抽象制作饮品基类,提供子类制作咖啡和茶叶
//抽象制作饮品
class AbstractDrinking {
public:
//烧水
virtual void Boil() = 0;
//冲泡
virtual void Brew() = 0;
//倒入杯中
virtual void PourInCup() = 0;
//加入辅料
virtual void PutSomething() = 0;
//规定流程
void MakeDrink() {
Boil();
Brew();
PourInCup();
PutSomething();
}
};
//制作咖啡
class Coffee : public AbstractDrinking {
public:
//烧水
virtual void Boil() {
cout << "煮农夫山泉!" << endl;
}
//冲泡
virtual void Brew() {
cout << "冲泡咖啡!" << endl;
}
//倒入杯中
virtual void PourInCup() {
cout << "将咖啡倒入杯中!" << endl;
}
//加入辅料
virtual void PutSomething() {
cout << "加入牛奶!" << endl;
}
};
//制作茶水
class Tea : public AbstractDrinking {
public:
//烧水
virtual void Boil() {
cout << "煮自来水!" << endl;
}
//冲泡
virtual void Brew() {
cout << "冲泡茶叶!" << endl;
}
//倒入杯中
virtual void PourInCup() {
cout << "将茶水倒入杯中!" << endl;
}
//加入辅料
virtual void PutSomething() {
cout << "加入枸杞!" << endl;
}
};
//业务函数
void DoWork(AbstractDrinking* drink) {
drink->MakeDrink();
delete drink;
}
void test01() {
DoWork(new Coffee);
cout << "--------------" << endl;
DoWork(new Tea);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
4.7.5 虚析构和纯虚析构
多态使用时,如果子类中有属性开辟到堆区,那么父类指针在释放时无法调用到子类的析构代码
解决方式:将父类中的析构函数改为虚析构或者纯虚析构
虚析构和纯虚析构共性:
- 可以解决父类指针释放子类对象
- 都需要有具体的函数实现
虚析构和纯虚析构区别:
- 如果是纯虚析构,该类属于抽象类,无法实例化对象
虚析构语法:
virtual ~类名(){}
纯虚析构语法:
virtual ~类名() = 0;
类名::~类名(){}
class Animal {
public:
Animal()
{
cout << "Animal 构造函数调用!" << endl;
}
virtual void Speak() = 0;
//析构函数加上virtual关键字,变成虚析构函数
//virtual ~Animal()
//{
// cout << "Animal虚析构函数调用!" << endl;
//}
virtual ~Animal() = 0;
};
Animal::~Animal()
{
cout << "Animal 纯虚析构函数调用!" << endl;
}
//和包含普通纯虚函数的类一样,包含了纯虚析构函数的类也是一个抽象类。不能够被实例化。
class Cat : public Animal {
public:
Cat(string name)
{
cout << "Cat构造函数调用!" << endl;
m_Name = new string(name);
}
virtual void Speak()
{
cout << *m_Name << "小猫在说话!" << endl;
}
~Cat()
{
cout << "Cat析构函数调用!" << endl;
if (this->m_Name != NULL) {
delete m_Name;
m_Name = NULL;
}
}
public:
string *m_Name;
};
void test01()
{
Animal *animal = new Cat("Tom");
animal->Speak();
//通过父类指针去释放,会导致子类对象可能清理不干净,造成内存泄漏
//怎么解决?给基类增加一个虚析构函数
//虚析构函数就是用来解决通过父类指针释放子类对象
delete animal;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
-
虚析构或纯虚析构就是用来解决通过父类指针释放子类对象
-
如果子类中没有堆区数据,可以不写为虚析构或纯虚析构
-
拥有纯虚析构函数的类也属于抽象类
4.7.6 多态案例三-电脑组装
案例描述:
电脑主要组成部件为 CPU(用于计算),显卡(用于显示),内存条(用于存储)
将每个零件封装出抽象基类,并且提供不同的厂商生产不同的零件,例如Intel厂商和Lenovo厂商
创建电脑类提供让电脑工作的函数,并且调用每个零件工作的接口
测试时组装三台不同的电脑进行工作
#include<iostream>
using namespace std;
//抽象CPU类
class CPU
{
public:
//抽象的计算函数
virtual void calculate() = 0;
};
//抽象显卡类
class VideoCard
{
public:
//抽象的显示函数
virtual void display() = 0;
};
//抽象内存条类
class Memory
{
public:
//抽象的存储函数
virtual void storage() = 0;
};
//电脑类
class Computer
{
public:
Computer(CPU * cpu, VideoCard * vc, Memory * mem)
{
m_cpu = cpu;
m_vc = vc;
m_mem = mem;
}
//提供工作的函数
void work()
{
//让零件工作起来,调用接口
m_cpu->calculate();
m_vc->display();
m_mem->storage();
}
//提供析构函数 释放3个电脑零件
~Computer()
{
//释放CPU零件
if (m_cpu != NULL)
{
delete m_cpu;
m_cpu = NULL;
}
//释放显卡零件
if (m_vc != NULL)
{
delete m_vc;
m_vc = NULL;
}
//释放内存条零件
if (m_mem != NULL)
{
delete m_mem;
m_mem = NULL;
}
}
private:
CPU * m_cpu; //CPU的零件指针
VideoCard * m_vc; //显卡零件指针
Memory * m_mem; //内存条零件指针
};
//具体厂商
//Intel厂商
class IntelCPU :public CPU
{
public:
virtual void calculate()
{
cout << "Intel的CPU开始计算了!" << endl;
}
};
class IntelVideoCard :public VideoCard
{
public:
virtual void display()
{
cout << "Intel的显卡开始显示了!" << endl;
}
};
class IntelMemory :public Memory
{
public:
virtual void storage()
{
cout << "Intel的内存条开始存储了!" << endl;
}
};
//Lenovo厂商
class LenovoCPU :public CPU
{
public:
virtual void calculate()
{
cout << "Lenovo的CPU开始计算了!" << endl;
}
};
class LenovoVideoCard :public VideoCard
{
public:
virtual void display()
{
cout << "Lenovo的显卡开始显示了!" << endl;
}
};
class LenovoMemory :public Memory
{
public:
virtual void storage()
{
cout << "Lenovo的内存条开始存储了!" << endl;
}
};
void test01()
{
//第一台电脑零件
CPU * intelCpu = new IntelCPU;
VideoCard * intelCard = new IntelVideoCard;
Memory * intelMem = new IntelMemory;
cout << "第一台电脑开始工作:" << endl;
//创建第一台电脑
Computer * computer1 = new Computer(intelCpu, intelCard, intelMem);
computer1->work();
delete computer1;
cout << "-----------------------" << endl;
cout << "第二台电脑开始工作:" << endl;
//第二台电脑组装
Computer * computer2 = new Computer(new LenovoCPU, new LenovoVideoCard, new LenovoMemory);;
computer2->work();
delete computer2;
cout << "-----------------------" << endl;
cout << "第三台电脑开始工作:" << endl;
//第三台电脑组装
Computer * computer3 = new Computer(new LenovoCPU, new IntelVideoCard, new LenovoMemory);;
computer3->work();
delete computer3;
}
5.文件操作
程序运行时产生的数据都属于临时数据,程序一旦运行结束都会被释放
通过文件可以将数据持久化
C++中对文件操作需要包含头文件 < fstream >
文件类型分为两种:
- 文本文件 - 文件以文本的ASCII码形式存储在计算机中
- 二进制文件 - 文件以文本的二进制形式存储在计算机中,用户一般不能直接读懂它们
操作文件的三大类:
- ofstream:写操作
- ifstream: 读操作
- fstream : 读写操作
5.1文本文件
5.1.1写文件
写文件步骤如下:
1.包含头文件 #include
2.创建流对象 ofstream ofs;
3.打开文件 ofs.open(“文件路径”,打开方式);
4.写数据 ofs << “写入的数据”;
5.关闭文件 ofs.close();
文件打开方式:
打开方式 | 解释 |
---|---|
ios::in | 为读文件而打开文件 |
ios::out | 为写文件而打开文件 |
ios::ate | 初始位置:文件尾 |
ios::app | 追加方式写文件 |
ios::trunc | 如果文件存在先删除,再创建 |
ios::binary | 二进制方式 |
注意: 文件打开方式可以配合使用,利用|操作符
总结:
<1>文件操作必须包含头文件 fstream
<2>读文件可以利用 ofstream ,或者fstream类
<3>打开文件时候需要指定操作文件的路径,以及打开方式
<4>利用<<可以向文件中写数据
<5>操作完毕,要关闭文件
//用二进制方式写文件 ios::binary | ios:: out
#include <fstream>
void test01()
{
ofstream ofs;
ofs.open("test.txt", ios::out);
ofs << "姓名:张三" << endl;
ofs << "性别:男" << endl;
ofs << "年龄:18" << endl;
ofs.close();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.1.2 读文件
读文件与写文件步骤相似,但是读取方式相对于比较多
读文件步骤如下:
1.包含头文件 #include
2.创建流对象 ifstream ifs;
3.打开文件并判断文件是否打开成功 ifs.open(“文件路径”,打开方式);
4.读数据 四种方式读取
5.关闭文件 ifs.close();
#include <fstream>
#include <string>
void test01()
{
ifstream ifs;
ifs.open("test.txt", ios::in);
if (!ifs.is_open())
{
cout << "文件打开失败" << endl;
return;
}
//第一种方式
//char buf[1024] = { 0 };
//while (ifs >> buf)
//{
// cout << buf << endl;
//}
//第二种
//char buf[1024] = { 0 };
//while (ifs.getline(buf,sizeof(buf)))
//{
// cout << buf << endl;
//}
//第三种
//string buf;
//while (getline(ifs, buf))
//{
// cout << buf << endl;
//}
char c;
while ((c = ifs.get()) != EOF)
{
cout << c;
}
ifs.close();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:<1>读文件可以利用 ifstream ,或者fstream类
<2>利用is_open函数可以判断文件是否打开成功
<3>close 关闭文件
5.2 二进制文件
以二进制的方式对文件进行读写操作
打开方式要指定为 ios::binary
5.2.1 写文件
二进制方式写文件主要利用流对象调用成员函数write
函数原型 :ostream& write(const char * buffer,int len);
参数解释:字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数
#include <fstream>
#include <string>
class Person
{
public:
char m_Name[64];
int m_Age;
};
//二进制文件 写文件
void test01()
{
//1、包含头文件
//2、创建输出流对象
ofstream ofs("person.txt", ios::out | ios::binary);
//3、打开文件
//ofs.open("person.txt", ios::out | ios::binary);
Person p = {"张三" , 18};
//4、写文件
ofs.write((const char *)&p, sizeof(p));
//5、关闭文件
ofs.close();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:文件输出流对象 可以通过write函数,以二进制方式写数据
5.2.2 读文件
二进制方式读文件主要利用流对象调用成员函数read
函数原型:istream& read(char *buffer,int len);
参数解释:字符指针buffer指向内存中一段存储空间。len是读写的字节数
#include <fstream>
#include <string>
class Person
{
public:
char m_Name[64];
int m_Age;
};
void test01()
{
ifstream ifs("person.txt", ios::in | ios::binary);
if (!ifs.is_open())
{
cout << "文件打开失败" << endl;
}
Person p;
ifs.read((char *)&p, sizeof(p));
cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄: " << p.m_Age << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
文件输入流对象 可以通过read函数,以二进制方式读数据
三、C++提高编程
1. 模板
1.1 模板的概念
模板就是建立通用的模具,大大提高复用性
模板的特点:
- 模板不可以直接使用,它只是一个框架
- 模板的通用并不是万能的
1.2 函数模板
- C++另一种编程思想称为 泛型编程 ,主要利用的技术就是模板
- C++提供两种模板机制:函数模板和类模板
1.2.1 函数模板语法
函数模板作用:
建立一个通用函数,其函数返回值类型和形参类型可以不具体制定,用一个虚拟的类型来代表。
**语法:**template函数声明或定义
解释:
template — 声明创建模板
typename — 表面其后面的符号是一种数据类型,可以用class代替
T — 通用的数据类型,名称可以替换,通常为大写字母
//交换整型函数
void swapInt(int& a, int& b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//交换浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
double temp = a;
a = b;
b = temp;
}
//利用模板提供通用的交换函数
template<typename T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//swapInt(a, b);
//利用模板实现交换
//1、自动类型推导
mySwap(a, b);
//2、显示指定类型
mySwap<int>(a, b);
cout << "a = " << a << endl;
cout << "b = " << b << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 函数模板利用关键字 template
- 使用函数模板有两种方式:自动类型推导、显示指定类型
- 模板的目的是为了提高复用性,将类型参数化
1.2.2 函数模板注意事项
注意事项:
- 自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
- 模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用
//利用模板提供通用的交换函数
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
// 1、自动类型推导,必须推导出一致的数据类型T,才可以使用
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
mySwap(a, b); // 正确,可以推导出一致的T
//mySwap(a, c); // 错误,推导不出一致的T类型
}
// 2、模板必须要确定出T的数据类型,才可以使用
template<class T>
void func()
{
cout << "func 调用" << endl;
}
void test02()
{
//func(); //错误,模板不能独立使用,必须确定出T的类型
func<int>(); //利用显示指定类型的方式,给T一个类型,才可以使用该模板
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:使用模板时必须确定出通用数据类型T,并且能够推导出一致的类型
1.2.3 函数模板案例
案例描述:
- 利用函数模板封装一个排序的函数,可以对不同数据类型数组进行排序
- 排序规则从大到小,排序算法为选择排序
- 分别利用char数组和int数组进行测试
//交换的函数模板
template<typename T>
void mySwap(T &a, T&b)
{
T temp = a;
a = b;
b = temp;
}
template<class T> // 也可以替换成typename
//利用选择排序,进行对数组从大到小的排序
void mySort(T arr[], int len)
{
for (int i = 0; i < len; i++)
{
int max = i; //最大数的下标
for (int j = i + 1; j < len; j++)
{
if (arr[max] < arr[j])
{
max = j;
}
}
if (max != i) //如果最大数的下标不是i,交换两者
{
mySwap(arr[max], arr[i]);
}
}
}
template<typename T>
void printArray(T arr[], int len) {
for (int i = 0; i < len; i++) {
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
//测试char数组
char charArr[] = "bdcfeagh";
int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
mySort(charArr, num);
printArray(charArr, num);
}
void test02()
{
//测试int数组
int intArr[] = { 7, 5, 8, 1, 3, 9, 2, 4, 6 };
int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
mySort(intArr, num);
printArray(intArr, num);
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
1.2.4 普通函数与函数模板的区别
普通函数与函数模板区别:
- 普通函数调用时可以发生自动类型转换(隐式类型转换)
- 函数模板调用时,如果利用自动类型推导,不会发生隐式类型转换
- 如果利用显示指定类型的方式,可以发生隐式类型转换
//普通函数
int myAdd01(int a, int b)
{
return a + b;
}
//函数模板
template<class T>
T myAdd02(T a, T b)
{
return a + b;
}
//使用函数模板时,如果用自动类型推导,不会发生自动类型转换,即隐式类型转换
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
char c = 'c';
cout << myAdd01(a, c) << endl; //正确,将char类型的'c'隐式转换为int类型 'c' 对应 ASCII码 99
//myAdd02(a, c); // 报错,使用自动类型推导时,不会发生隐式类型转换
myAdd02<int>(a, c); //正确,如果用显示指定类型,可以发生隐式类型转换
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则
调用规则如下:
- 如果函数模板和普通函数都可以实现,优先调用普通函数
- 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
- 函数模板也可以发生重载
- 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
//普通函数与函数模板调用规则
void myPrint(int a, int b)
{
cout << "调用的普通函数" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b)
{
cout << "调用的模板" << endl;
}
template<typename T>
void myPrint(T a, T b, T c)
{
cout << "调用重载的模板" << endl;
}
void test01()
{
//1、如果函数模板和普通函数都可以实现,优先调用普通函数
// 注意 如果告诉编译器 普通函数是有的,但只是声明没有实现,或者不在当前文件内实现,就会报错找不到
int a = 10;
int b = 20;
myPrint(a, b); //调用普通函数
//2、可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
myPrint<>(a, b); //调用函数模板
//3、函数模板也可以发生重载
int c = 30;
myPrint(a, b, c); //调用重载的函数模板
//4、 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
char c1 = 'a';
char c2 = 'b';
myPrint(c1, c2); //调用函数模板
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
1.2.6 模板的局限性
**局限性:**模板的通用性并不是万能的
template<class T>
void f(T a, T b)
{
a = b;
}
//在上述代码中提供的赋值操作,如果传入的a和b是一个数组,就无法实现了
template<class T>
void f(T a, T b)
{
if(a > b) { ... }
}
在上述代码中,如果T的数据类型传入的是像Person这样的自定义数据类型,也无法正常运行
因此C++为了解决这种问题,提供模板的重载,可以为这些特定的类型提供具体化的模板
#include<iostream>
using namespace std;
#include <string>
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
//普通函数模板
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b)
{
if (a == b)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
//具体化,显示具体化的原型和定意思以template<>开头,并通过名称来指出类型
//具体化优先于常规模板
template<> bool myCompare(Person &p1, Person &p2)
{
if ( p1.m_Name == p2.m_Name && p1.m_Age == p2.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
void test01()
{
int a = 10;
int b = 20;
//内置数据类型可以直接使用通用的函数模板
bool ret = myCompare(a, b);
if (ret)
{
cout << "a == b " << endl;
}
else
{
cout << "a != b " << endl;
}
}
void test02()
{
Person p1("Tom", 10);
Person p2("Tom", 10);
//自定义数据类型,不会调用普通的函数模板
//可以创建具体化的Person数据类型的模板,用于特殊处理这个类型
bool ret = myCompare(p1, p2);
if (ret)
{
cout << "p1 == p2 " << endl;
}
else
{
cout << "p1 != p2 " << endl;
}
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 利用具体化的模板,可以解决自定义类型的通用化
- 学习模板并不是为了写模板,而是在STL能够运用系统提供的模板
1.3 类模板
1.3.1 类模板语法
类模板作用:
- 建立一个通用类,类中的成员 数据类型可以不具体制定,用一个虚拟的类型来代表。
**语法:**template类
解释:
template — 声明创建模板
typename — 表面其后面的符号是一种数据类型,可以用class代替
T — 通用的数据类型,名称可以替换,通常为大写字母
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType>
class Person
{
public:
Person(NameType name, AgeType age)
{
this->mName = name;
this->mAge = age;
}
void showPerson()
{
cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
}
public:
NameType mName;
AgeType mAge;
};
void test01()
{
// 指定NameType 为string类型,AgeType 为 int类型
Person<string, int>P1("孙悟空", 999);
P1.showPerson();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
1.3.2 类模板与函数模板区别
类模板与函数模板区别主要有两点:
- 类模板没有自动类型推导的使用方式
- 类模板在模板参数列表中可以有默认参数
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:
Person(NameType name, AgeType age)
{
this->mName = name;
this->mAge = age;
}
void showPerson()
{
cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
}
public:
NameType mName;
AgeType mAge;
};
//1、类模板没有自动类型推导的使用方式
void test01()
{
// Person p("孙悟空", 1000); // 错误 类模板使用时候,不可以用自动类型推导
Person <string ,int>p("孙悟空", 1000); //必须使用显示指定类型的方式,使用类模板
p.showPerson();
}
//2、类模板在模板参数列表中可以有默认参数
void test02()
{
Person <string> p("猪八戒", 999); //类模板中的模板参数列表 可以指定默认参数
p.showPerson();
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 类模板使用只能用显示指定类型方式
- 类模板中的模板参数列表可以有默认参数
1.3.3 类模板中成员函数创建时机
类模板中成员函数和普通类中成员函数创建时机是有区别的:
- 普通类中的成员函数一开始就可以创建
- 类模板中的成员函数在调用时才创建
class Person1
{
public:
void showPerson1()
{
cout << "Person1 show" << endl;
}
};
class Person2
{
public:
void showPerson2()
{
cout << "Person2 show" << endl;
}
};
template<class T>
class MyClass
{
public:
T obj;
//类模板中的成员函数,并不是一开始就创建的,而是在模板调用时再生成
void fun1() { obj.showPerson1(); }
void fun2() { obj.showPerson2(); }
};
void test01()
{
MyClass<Person1> m;
m.fun1();
//m.fun2();//编译会出错,说明函数调用才会去创建成员函数
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:类模板中的成员函数并不是一开始就创建的,在调用时才去创建
1.3.4 类模板对象做函数参数
学习目标:
- 类模板实例化出的对象,向函数传参的方式
一共有三种传入方式:
- 指定传入的类型 — 直接显示对象的数据类型
- 参数模板化 — 将对象中的参数变为模板进行传递
- 整个类模板化 — 将这个对象类型 模板化进行传递
#include <string>
//类模板
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person
{
public:
Person(NameType name, AgeType age)
{
this->mName = name;
this->mAge = age;
}
void showPerson()
{
cout << "name: " << this->mName << " age: " << this->mAge << endl;
}
public:
NameType mName;
AgeType mAge;
};
//1、指定传入的类型
void printPerson1(Person<string, int> &p)
{
p.showPerson();
}
void test01()
{
Person <string, int >p("孙悟空", 100);
printPerson1(p);
}
//2、参数模板化
template <class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2>&p)
{
p.showPerson();
cout << "T1的类型为: " << typeid(T1).name() << endl;
cout << "T2的类型为: " << typeid(T2).name() << endl;
}
void test02()
{
Person <string, int >p("猪八戒", 90);
printPerson2(p);
}
//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T & p)
{
cout << "T的类型为: " << typeid(T).name() << endl;
p.showPerson();
}
void test03()
{
Person <string, int >p("唐僧", 30);
printPerson3(p);
}
int main() {
test01();
test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 通过类模板创建的对象,可以有三种方式向函数中进行传参
- 使用比较广泛是第一种:指定传入的类型
1.3.5 类模板与继承
当类模板碰到继承时,需要注意一下几点:
- 当子类继承的父类是一个类模板时,子类在声明的时候,要指定出父类中T的类型
- 如果不指定,编译器无法给子类分配内存
- 如果想灵活指定出父类中T的类型,子类也需变为类模板
template<class T>
class Base
{
T m;
};
//class Son:public Base //错误,c++编译需要给子类分配内存,必须知道父类中T的类型才可以向下继承
class Son :public Base<int> //必须指定一个类型
{
};
void test01()
{
Son c;
}
//类模板继承类模板 ,可以用T2指定父类中的T类型
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2>
{
public:
Son2()
{
cout << typeid(T1).name() << endl;
cout << typeid(T2).name() << endl;
}
};
void test02()
{
Son2<int, char> child1;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:如果父类是类模板,子类需要指定出父类中T的数据类型
1.3.6 类模板成员函数类外实现
学习目标:能够掌握类模板中的成员函数类外实现
#include <string>
//类模板中成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {
public:
//成员函数类内声明
Person(T1 name, T2 age);
void showPerson();
public:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}
void test01()
{
Person<string, int> p("Tom", 20);
p.showPerson();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:类模板中成员函数类外实现时,需要加上模板参数列表
1.3.7 类模板分文件编写
学习目标:
- 掌握类模板成员函数分文件编写产生的问题以及解决方式
问题:
- 类模板中成员函数创建时机是在调用阶段,导致分文件编写时链接不到
解决:
- 解决方式1:直接包含.cpp源文件
- 解决方式2:将声明和实现写到同一个文件中,并更改后缀名为.hpp,hpp是约定的名称,并不是强制
person.hpp中代码:
#pragma once
#include <iostream>
using namespace std;
#include <string>
template<class T1, class T2>
class Person {
public:
Person(T1 name, T2 age);
void showPerson();
public:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//构造函数 类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
//成员函数 类外实现
template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
cout << "姓名: " << this->m_Name << " 年龄:" << this->m_Age << endl;
}
类模板分文件编写.cpp中代码
#include<iostream>
using namespace std;
//#include "person.h"
#include "person.cpp" //解决方式1,包含cpp源文件
//解决方式2,将声明和实现写到一起,文件后缀名改为.hpp
#include "person.hpp"
void test01()
{
Person<string, int> p("Tom", 10);
p.showPerson();
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:主流的解决方式是第二种,将类模板成员函数写到一起,并将后缀名改为.hpp
1.3.8 类模板与友元
学习目标:
- 掌握类模板配合友元函数的类内和类外实现
全局函数类内实现 - 直接在类内声明友元即可
全局函数类外实现 - 需要提前让编译器知道全局函数的存在
#include <string>
//2、全局函数配合友元 类外实现 - 先做函数模板声明,下方在做函数模板定义,在做友元
template<class T1, class T2> class Person;
//如果声明了函数模板,可以将实现写到后面,否则需要将实现体写到类的前面让编译器提前看到
//template<class T1, class T2> void printPerson2(Person<T1, T2> & p);
template<class T1, class T2>
void printPerson2(Person<T1, T2> & p)
{
cout << "类外实现 ---- 姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl;
}
template<class T1, class T2>
class Person
{
//1、全局函数配合友元 类内实现
friend void printPerson(Person<T1, T2> & p)
{
cout << "姓名: " << p.m_Name << " 年龄:" << p.m_Age << endl;
}
//全局函数配合友元 类外实现
friend void printPerson2<>(Person<T1, T2> & p);
public:
Person(T1 name, T2 age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
private:
T1 m_Name;
T2 m_Age;
};
//1、全局函数在类内实现
void test01()
{
Person <string, int >p("Tom", 20);
printPerson(p);
}
//2、全局函数在类外实现
void test02()
{
Person <string, int >p("Jerry", 30);
printPerson2(p);
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:建议全局函数做类内实现,用法简单,而且编译器可以直接识别
1.3.9 类模板案例
案例描述: 实现一个通用的数组类,要求如下:
- 可以对内置数据类型以及自定义数据类型的数据进行存储
- 将数组中的数据存储到堆区
- 构造函数中可以传入数组的容量
- 提供对应的拷贝构造函数以及operator=防止浅拷贝问题
- 提供尾插法和尾删法对数组中的数据进行增加和删除
- 可以通过下标的方式访问数组中的元素
- 可以获取数组中当前元素个数和数组的容量
myArray.hpp中代码
#pragma once//防止头文件出现包含
#include <iostream>
using namespace std;
template<class T>
class MyArray
{
public:
//构造函数
MyArray(int capacity)
{
this->m_Capacity = capacity;
this->m_Size = 0;
pAddress = new T[this->m_Capacity];
}
//拷贝构造
MyArray(const MyArray & arr)
{
this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
this->m_Size = arr.m_Size;
this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
for (int i = 0; i < this->m_Size; i++)
{
//如果T为对象,而且还包含指针,必须需要重载 = 操作符,因为这个等号不是 构造 而是赋值,
// 普通类型可以直接= 但是指针类型需要深拷贝
this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
}
}
//重载= 操作符 防止浅拷贝问题
MyArray& operator=(const MyArray& myarray) {
if (this->pAddress != NULL) {
delete[] this->pAddress;
this->m_Capacity = 0;
this->m_Size = 0;
}
this->m_Capacity = myarray.m_Capacity;
this->m_Size = myarray.m_Size;
this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
this->pAddress[i] = myarray[i];
}
return *this;
}
//重载[] 操作符 arr[0]
T& operator [](int index)
{
return this->pAddress[index]; //不考虑越界,用户自己去处理
}
//尾插法
void Push_back(const T & val)
{
if (this->m_Capacity == this->m_Size)
{
return;
}
this->pAddress[this->m_Size] = val;
this->m_Size++;
}
//尾删法
void Pop_back()
{
if (this->m_Size == 0)
{
return;
}
this->m_Size--;
}
//获取数组容量
int getCapacity()
{
return this->m_Capacity;
}
//获取数组大小
int getSize()
{
return this->m_Size;
}
//析构
~MyArray()
{
if (this->pAddress != NULL)
{
delete[] this->pAddress;
this->pAddress = NULL;
this->m_Capacity = 0;
this->m_Size = 0;
}
}
private:
T * pAddress; //指向一个堆空间,这个空间存储真正的数据
int m_Capacity; //容量
int m_Size; // 大小
};
类模板案例—数组类封装.cpp中
#include "myArray.hpp"
#include <string>
void printIntArray(MyArray<int>& arr) {
for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
cout << arr[i] << " ";
}
cout << endl;
}
//测试内置数据类型
void test01()
{
MyArray<int> array1(10);
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
array1.Push_back(i);
}
cout << "array1打印输出:" << endl;
printIntArray(array1);
cout << "array1的大小:" << array1.getSize() << endl;
cout << "array1的容量:" << array1.getCapacity() << endl;
cout << "--------------------------" << endl;
MyArray<int> array2(array1);
array2.Pop_back();
cout << "array2打印输出:" << endl;
printIntArray(array2);
cout << "array2的大小:" << array2.getSize() << endl;
cout << "array2的容量:" << array2.getCapacity() << endl;
}
//测试自定义数据类型
class Person {
public:
Person() {}
Person(string name, int age) {
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
public:
string m_Name;
int m_Age;
};
void printPersonArray(MyArray<Person>& personArr)
{
for (int i = 0; i < personArr.getSize(); i++) {
cout << "姓名:" << personArr[i].m_Name << " 年龄: " << personArr[i].m_Age << endl;
}
}
void test02()
{
//创建数组
MyArray<Person> pArray(10);
Person p1("孙悟空", 30);
Person p2("韩信", 20);
Person p3("妲己", 18);
Person p4("王昭君", 15);
Person p5("赵云", 24);
//插入数据
pArray.Push_back(p1);
pArray.Push_back(p2);
pArray.Push_back(p3);
pArray.Push_back(p4);
pArray.Push_back(p5);
printPersonArray(pArray);
cout << "pArray的大小:" << pArray.getSize() << endl;
cout << "pArray的容量:" << pArray.getCapacity() << endl;
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
2.STL初识
2.1 STL的诞生
-
长久以来,软件界一直希望建立一种可重复利用的东西
-
C++的面向对象和泛型编程思想,目的就是复用性的提升
-
大多情况下,数据结构和算法都未能有一套标准,导致被迫从事大量重复工作
-
为了建立数据结构和算法的一套标准,诞生了STL
2.2 STL基本概念
- STL(Standard Template Library,标准模板库)
- STL 从广义上分为: 容器(container) 算法(algorithm) 迭代器(iterator)
- 容器和算法之间通过迭代器进行无缝连接。
- STL 几乎所有的代码都采用了模板类或者模板函数
2.3 STL六大组件
STL大体分为六大组件,分别是:容器、算法、迭代器、仿函数、适配器(配接器)、空间配置器
- 容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
- 算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等
- 迭代器:扮演了容器与算法之间的胶合剂。
- 仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略。
- 适配器:一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西。
- 空间配置器:负责空间的配置与管理。
2.4 STL中容器、算法、迭代器
**容器:**置物之所也
STL容器就是将运用最广泛的一些数据结构实现出来
常用的数据结构:数组, 链表,树, 栈, 队列, 集合, 映射表 等
这些容器分为序列式容器和关联式容器两种:
序列式容器:强调值的排序,序列式容器中的每个元素均有固定的位置。
关联式容器:二叉树结构,各元素之间没有严格的物理上的顺序关系
**算法:**问题之解法也
有限的步骤,解决逻辑或数学上的问题,这一门学科我们叫做算法(Algorithms)
算法分为:质变算法和非质变算法。
质变算法:是指运算过程中会更改区间内的元素的内容。例如拷贝,替换,删除等等
非质变算法:是指运算过程中不会更改区间内的元素内容,例如查找、计数、遍历、寻找极值等等
**迭代器:**容器和算法之间粘合剂
提供一种方法,使之能够依序寻访某个容器所含的各个元素,而又无需暴露该容器的内部表示方式。
每个容器都有自己专属的迭代器
迭代器使用非常类似于指针,初学阶段我们可以先理解迭代器为指针
迭代器种类:
种类 | 功能 | 支持运算 |
---|---|---|
输入迭代器 | 对数据的只读访问 | 只读,支持++、==、!= |
输出迭代器 | 对数据的只写访问 | 只写,支持++ |
前向迭代器 | 读写操作,并能向前推进迭代器 | 读写,支持++、==、!= |
双向迭代器 | 读写操作,并能向前和向后操作 | 读写,支持++、–, |
随机访问迭代器 | 读写操作,可以以跳跃的方式访问任意数据,功能最强的迭代器 | 读写,支持++、–、[n]、-n、<、<=、>、>= |
常用的容器中迭代器种类为双向迭代器,和随机访问迭代器
2.5 容器算法迭代器初识
了解STL中容器、算法、迭代器概念之后,我们利用代码感受STL的魅力
STL中最常用的容器为Vector,可以理解为数组,下面我们将学习如何向这个容器中插入数据、并遍历这个容器
2.5.1 vector存放内置数据类型
容器: vector
算法: for_each
迭代器: vector<int>::iterator
#include <vector>
#include <algorithm>//标准算法头文件
void MyPrint(int val)
{
cout << val << endl;
}
void test01() {
//创建vector容器对象,并且通过模板参数指定容器中存放的数据的类型
vector<int> v;
//向容器中放数据
v.push_back(10);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(40);
//每一个容器都有自己的迭代器,迭代器是用来遍历容器中的元素
//v.begin()返回迭代器,这个迭代器指向容器 中第一个数据
//v.end()返回迭代器,这个迭代器指向容器元素的最后一个元素的下一个位置
//vector<int>::iterator 拿到vector<int>这种容器的迭代器类型
vector<int>::iterator pBegin = v.begin();//起始迭代器,指向容器中的第一个元素
vector<int>::iterator pEnd = v.end();//结束迭代器,指向容器中最后一个元素的下一个位置
//第一种遍历方式:
while (pBegin != pEnd) {
cout << *pBegin << endl;
pBegin++;
}
//第二种遍历方式:
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << endl;
}
cout << endl;
//第三种遍历方式:
//使用STL提供标准遍历算法 头文件 algorithm
for_each(v.begin(), v.end(), MyPrint);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
2.5.2 Vector存放自定义数据类型
学习目标:vector中存放自定义数据类型,并打印输出
#include <vector>
#include <string>
//自定义数据类型
class Person {
public:
Person(string name, int age) {
mName = name;
mAge = age;
}
public:
string mName;
int mAge;
};
//存放对象
void test01() {
vector<Person> v;
//创建数据
Person p1("aaa", 10);
Person p2("bbb", 20);
Person p3("ccc", 30);
Person p4("ddd", 40);
Person p5("eee", 50);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << "Name:" << (*it).mName << " Age:" << (*it).mAge << endl;//两种操作
//cout << "Name:" << it->mName << " Age:" << it->mAge << endl;
}
}
//放对象指针
void test02() {
vector<Person*> v;//加*
//创建数据
Person p1("aaa", 10);
Person p2("bbb", 20);
Person p3("ccc", 30);
Person p4("ddd", 40);
Person p5("eee", 50);
v.push_back(&p1);//放指针
v.push_back(&p2);
v.push_back(&p3);
v.push_back(&p4);
v.push_back(&p5);
for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
Person * p = (*it);//*it解引用出的是Person指针
cout << "Name:" << p->mName << " Age:" << (*it)->mAge << endl;
}
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
2.5.3 Vector容器嵌套容器
学习目标:容器中嵌套容器,我们将所有数据进行遍历输出
#include <vector>
//容器嵌套容器
void test01() {
vector< vector<int> > v;
//创建小容器
vector<int> v1;
vector<int> v2;
vector<int> v3;
vector<int> v4;
for (int i = 0; i < 4; i++) {
v1.push_back(i + 1);
v2.push_back(i + 2);
v3.push_back(i + 3);
v4.push_back(i + 4);
}
//将小容器元素插入到大容器vector v中
v.push_back(v1);
v.push_back(v2);
v.push_back(v3);
v.push_back(v4);
for (vector<vector<int>>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
//*it解引用出的是容器vector<int>
for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
cout << *vit << " ";
}
cout << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.STL- 常用容器
3.1 string容器
3.1.1 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:
- char * 是一个指针
- 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
3.1.2 string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 char* s);
//使用字符串s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
#include <string>
//string构造
void test01()
{
string s1; //创建空字符串,调用无参构造函数
cout << "str1 = " << s1 << endl;
const char* str = "hello world";
string s2(str); //把c_string转换成了string
cout << "str2 = " << s2 << endl;
string s3(s2); //调用拷贝构造函数
cout << "str3 = " << s3 << endl;
string s4(10, 'a');
cout << "s4 = " << s4 << endl;//输出10个a
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:string的多种构造方式没有可比性,灵活使用即可
3.1.3 string赋值操作
功能描述:
- 给string字符串进行赋值
赋值的函数原型:
string& operator=(const char* s);
//char*类型字符串 赋值给当前的字符串string& operator=(const string &s);
//把字符串s赋给当前的字符串string& operator=(char c);
//字符赋值给当前的字符串string& assign(const char *s);
//把字符串s赋给当前的字符串string& assign(const char *s, int n);
//把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串string& assign(const string &s);
//把字符串s赋给当前字符串string& assign(int n, char c);
//用n个字符c赋给当前字符串
//赋值
void test01()
{
string str1;
str1 = "hello world";
cout << "str1 = " << str1 << endl;
string str2;
str2 = str1;
cout << "str2 = " << str2 << endl;
string str3;
str3 = 'a';
cout << "str3 = " << str3 << endl;
string str4;
str4.assign("hello c++");
cout << "str4 = " << str4 << endl;
string str5;
str5.assign("hello c++",5);
cout << "str5 = " << str5 << endl;
string str6;
str6.assign(str5);
cout << "str6 = " << str6 << endl;
string str7;
str7.assign(5, 'x');
cout << "str7 = " << str7 << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
string的赋值方式很多,operator=
这种方式是比较实用的
3.1.4 string字符串拼接
功能描述:
- 实现在字符串末尾拼接字符串
函数原型:
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;
}
3.1.5 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strstring& replace(int pos, int n,const char* s);
//替换从pos开始的n个字符为字符串s
//查找和替换
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;
}
int main() {
//test01();
//test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- find查找是从左往后,rfind从右往左,pos均为0
- 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
3.1.6 string字符串比较
功能描述:
- 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
> 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
//字符串比较
void test01()
{
string s1 = "hello";
string s2 = "aello";
int ret = s1pare(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;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
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
3.1.7 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;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:string字符串中单个字符存取有两种方式,利用 [ ] 或 at
3.1.8 string插入和删除
功能描述:
- 对string字符串进行插入和删除字符操作
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cstring& erase(int pos, int n = npos);
//删除从Pos开始的n个字符
//字符串插入和删除
void test01()
{
string str = "hello";
str.insert(1, "111");
cout << str << endl;
str.erase(1, 3); //从1号位置开始3个字符
cout << str << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:插入和删除的起始下标都是从0开始
3.1.9 string子串
功能描述:
- 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
//子串
void test01()
{
string str = "abcdefg";
string subStr = str.substr(1, 3);
cout << "subStr = " << subStr << endl;
string email = "hello@sina";
int pos = email.find("@");
string username = email.substr(0, pos);
cout << "username: " << username << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.2 vector容器
3.2.1 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
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-p7chZeA2-1599302221765)(assets/clip_image002.jpg)]
- vector容器的迭代器是支持随机访问的迭代器
3.2.2 vector构造函数
功能描述:
- 创建vector容器
函数原型:
vector<T> 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。
#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(v1.begin(), v1.end());
printVector(v2);
vector<int> v3(10, 100);
printVector(v3);
vector<int> v4(v3);
printVector(v4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.2.3 vector赋值操作
功能描述:
- 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;
}
//赋值操作
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);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.2.4 vector容量和大小
功能描述:
- 对vector容器的容量和大小操作
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
#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;
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);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
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
3.2.5 vector插入和删除
功能描述:
- 对vector容器进行插入、删除操作
函数原型:
push_back(ele);
//尾部插入元素elepop_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eleinsert(const_iterator pos, int count,ele);
//迭代器指向位置pos插入count个元素eleerase(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
#include <vector>
void printVector(vector<int>& v) {
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
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);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.2.6 vector数据存取
功能描述:
- 对vector中的数据的存取操作
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
#include <vector>
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;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.2.7 vector互换容器
功能描述:
- 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
#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;
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;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
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
3.2.8 vector预留空间
功能描述:
- 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。
#include <vector>
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;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:如果数据量较大,可以一开始利用reserve预留空间
3.3 deque容器
3.3.1 deque容器基本概念
功能:
- 双端数组,可以对头端进行插入删除操作
deque与vector区别:
- vector对于头部的插入删除效率低,数据量越大,效率越低
- deque相对而言,对头部的插入删除速度回比vector快
- vector访问元素时的速度会比deque快,这和两者内部实现有关
deque内部工作原理:
deque内部有个中控器,维护每段缓冲区中的内容,缓冲区中存放真实数据
中控器维护的是每个缓冲区的地址,使得使用deque时像一片连续的内存空间
总结:deque容器的迭代器也是支持随机访问的
3.3.2 deque构造函数
功能描述:
- deque容器构造
函数原型:
deque<T>
deqT; //默认构造形式deque(beg, end);
//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。deque(n, elem);
//构造函数将n个elem拷贝给本身。deque(const deque &deq);
//拷贝构造函数
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//deque构造
void test01() {
deque<int> d1; //无参构造函数
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
deque<int> d2(d1.begin(),d1.end());
printDeque(d2);
deque<int>d3(10,100);
printDeque(d3);
deque<int>d4 = d3;
printDeque(d4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.3.3 deque赋值操作
功能描述:
- 给deque容器进行赋值
函数原型:
deque& operator=(const deque &deq);
//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 <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值操作
void test01()
{
deque<int> d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
deque<int>d2;
d2 = d1;
printDeque(d2);
deque<int>d3;
d3.assign(d1.begin(), d1.end());
printDeque(d3);
deque<int>d4;
d4.assign(10, 100);
printDeque(d4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.3.4 deque大小操作
功能描述:
- 对deque容器的大小进行操作
函数原型:
-
deque.empty();
//判断容器是否为空 -
deque.size();
//返回容器中元素的个数 -
deque.resize(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。
-
deque.resize(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。
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//大小操作
void test01()
{
deque<int> d1;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
d1.push_back(i);
}
printDeque(d1);
//判断容器是否为空
if (d1.empty()) {
cout << "d1为空!" << endl;
}
else {
cout << "d1不为空!" << endl;
//统计大小
cout << "d1的大小为:" << d1.size() << endl;
}
//重新指定大小
d1.resize(15, 1);
printDeque(d1);
d1.resize(5);
printDeque(d1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.3.5 deque 插入和删除
功能描述:
- 向deque容器中插入和删除数据
函数原型:
两端插入操作:
push_back(elem);
//在容器尾部添加一个数据push_front(elem);
//在容器头部插入一个数据pop_back();
//删除容器最后一个数据pop_front();
//删除容器第一个数据
指定位置操作:
insert(pos,elem);
//在pos位置插入一个elem元素的拷贝,返回新数据的位置。insert(pos,n,elem);
//在pos位置插入n个elem数据,无返回值。insert(pos,beg,end);
//在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。clear();
//清空容器的所有数据erase(beg,end);
//删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。erase(pos);
//删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//两端操作
void test01()
{
deque<int> d;
//尾插
d.push_back(10);
d.push_back(20);
//头插
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
//尾删
d.pop_back();
//头删
d.pop_front();
printDeque(d);
}
//插入
void test02()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
d.insert(d.begin(), 1000);
printDeque(d);
d.insert(d.begin(), 2,10000);
printDeque(d);
deque<int>d2;
d2.push_back(1);
d2.push_back(2);
d2.push_back(3);
d.insert(d.begin(), d2.begin(), d2.end());
printDeque(d);
}
//删除
void test03()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
d.erase(d.begin());
printDeque(d);
d.erase(d.begin(), d.end());
d.clear();
printDeque(d);
}
int main() {
//test01();
//test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
3.3.6 deque 数据存取
功能描述:
- 对deque 中的数据的存取操作
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
#include <deque>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//数据存取
void test01()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
cout << d[i] << " ";
}
cout << endl;
for (int i = 0; i < d.size(); i++) {
cout << d.at(i) << " ";
}
cout << endl;
cout << "front:" << d.front() << endl;
cout << "back:" << d.back() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.3.7 deque 排序
功能描述:
- 利用算法实现对deque容器进行排序
算法:
sort(iterator beg, iterator end)
//对beg和end区间内元素进行排序
#include <deque>
#include <algorithm>
void printDeque(const deque<int>& d)
{
for (deque<int>::const_iterator it = d.begin(); it != d.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
deque<int> d;
d.push_back(10);
d.push_back(20);
d.push_front(100);
d.push_front(200);
printDeque(d);
sort(d.begin(), d.end());
printDeque(d);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.4 案例-评委打分
3.4.1 案例描述
有5名选手:选手ABCDE,10个评委分别对每一名选手打分,去除最高分,去除评委中最低分,取平均分。
3.4.2 实现步骤
- 创建五名选手,放到vector中
- 遍历vector容器,取出来每一个选手,执行for循环,可以把10个评分打分存到deque容器中
- sort算法对deque容器中分数排序,去除最高和最低分
- deque容器遍历一遍,累加总分
- 获取平均分
//选手类
class Person
{
public:
Person(string name, int score)
{
this->m_Name = name;
this->m_Score = score;
}
string m_Name; //姓名
int m_Score; //平均分
};
void createPerson(vector<Person>&v)
{
string nameSeed = "ABCDE";
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
string name = "选手";
name += nameSeed[i];
int score = 0;
Person p(name, score);
//将创建的person对象 放入到容器中
v.push_back(p);
}
}
//打分
void setScore(vector<Person>&v)
{
for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
//将评委的分数 放入到deque容器中
deque<int>d;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
int score = rand() % 41 + 60; // 60 ~ 100
d.push_back(score);
}
//cout << "选手: " << it->m_Name << " 打分: " << endl;
//for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
//{
// cout << *dit << " ";
//}
//cout << endl;
//排序
sort(d.begin(), d.end());
//去除最高和最低分
d.pop_back();
d.pop_front();
//取平均分
int sum = 0;
for (deque<int>::iterator dit = d.begin(); dit != d.end(); dit++)
{
sum += *dit; //累加每个评委的分数
}
int avg = sum / d.size();
//将平均分 赋值给选手身上
it->m_Score = avg;
}
}
void showScore(vector<Person>&v)
{
for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 平均分: " << it->m_Score << endl;
}
}
int main() {
//随机数种子
srand((unsigned int)time(NULL));
//1、创建5名选手
vector<Person>v; //存放选手容器
createPerson(v);
//测试
//for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
//{
// cout << "姓名: " << (*it).m_Name << " 分数: " << (*it).m_Score << endl;
//}
//2、给5名选手打分
setScore(v);
//3、显示最后得分
showScore(v);
system("pause");
return 0;
}
3.5 stack容器
3.5.1 stack 基本概念
**概念:*stack是一种*先进后出(First In Last Out,FILO)的数据结构,它只有一个出口
栈中只有顶端的元素才可以被外界使用,因此栈不允许有遍历行为
栈中进入数据称为 — 入栈 push
栈中弹出数据称为 — 出栈 pop
3.5.2 stack 常用接口
功能描述:栈容器常用的对外接口
构造函数:
stack<T> stk;
//stack采用模板类实现, stack对象的默认构造形式stack(const stack &stk);
//拷贝构造函数
赋值操作:
stack& operator=(const stack &stk);
//重载等号操作符
数据存取:
push(elem);
//向栈顶添加元素pop();
//从栈顶移除第一个元素top();
//返回栈顶元素
大小操作:
empty();
//判断堆栈是否为空size();
//返回栈的大小
#include <stack>
//栈容器常用接口
void test01()
{
//创建栈容器 栈容器必须符合先进后出
stack<int> s;
//向栈中添加元素,叫做 压栈 入栈
s.push(10);
s.push(20);
s.push(30);
while (!s.empty()) {
//输出栈顶元素
cout << "栈顶元素为: " << s.top() << endl;
//弹出栈顶元素
s.pop();
}
cout << "栈的大小为:" << s.size() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.6 queue 容器
3.6.1 queue 基本概念
**概念:*Queue是一种*先进先出(First In First Out,FIFO)的数据结构,它有两个出口
队列容器允许从一端新增元素,从另一端移除元素
队列中只有队头和队尾才可以被外界使用,因此队列不允许有遍历行为
队列中进数据称为 — 入队 push
队列中出数据称为 — 出队 pop
3.6.2 queue 常用接口
功能描述:栈容器常用的对外接口
构造函数:
queue<T> que;
//queue采用模板类实现,queue对象的默认构造形式queue(const queue &que);
//拷贝构造函数
赋值操作:
queue& operator=(const queue &que);
//重载等号操作符
数据存取:
push(elem);
//往队尾添加元素pop();
//从队头移除第一个元素back();
//返回最后一个元素front();
//返回第一个元素
大小操作:
empty();
//判断堆栈是否为空size();
//返回栈的大小
#include <queue>
#include <string>
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test01() {
//创建队列
queue<Person> q;
//准备数据
Person p1("唐僧", 30);
Person p2("孙悟空", 1000);
Person p3("猪八戒", 900);
Person p4("沙僧", 800);
//向队列中添加元素 入队操作
q.push(p1);
q.push(p2);
q.push(p3);
q.push(p4);
//队列不提供迭代器,更不支持随机访问
while (!q.empty()) {
//输出队头元素
cout << "队头元素-- 姓名: " << q.front().m_Name
<< " 年龄: "<< q.front().m_Age << endl;
cout << "队尾元素-- 姓名: " << q.back().m_Name
<< " 年龄: " << q.back().m_Age << endl;
cout << endl;
//弹出队头元素
q.pop();
}
cout << "队列大小为:" << q.size() << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.7 list容器
3.7.1 list基本概念
**功能:**将数据进行链式存储
链表(list)是一种物理存储单元上非连续的存储结构,数据元素的逻辑顺序是通过链表中的指针链接实现的
链表的组成:链表由一系列结点组成
结点的组成:一个是存储数据元素的数据域,另一个是存储下一个结点地址的指针域
STL中的链表是一个双向循环链表
由于链表的存储方式并不是连续的内存空间,因此链表list中的迭代器只支持前移和后移,属于双向迭代器
list的优点:
- 采用动态存储分配,不会造成内存浪费和溢出
- 链表执行插入和删除操作十分方便,修改指针即可,不需要移动大量元素
list的缺点:
- 链表灵活,但是空间(指针域) 和 时间(遍历)额外耗费较大
List有一个重要的性质,插入操作和删除操作都不会造成原有list迭代器的失效,这在vector是不成立的。
总结:STL中List和vector是两个最常被使用的容器,各有优缺点
3.7.2 list构造函数
功能描述:
- 创建list容器
函数原型:
list<T> lst;
//list采用采用模板类实现,对象的默认构造形式:list(beg,end);
//构造函数将[beg, end)区间中的元素拷贝给本身。list(n,elem);
//构造函数将n个elem拷贝给本身。list(const list &lst);
//拷贝构造函数。
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
list<int>L2(L1.begin(),L1.end());
printList(L2);
list<int>L3(L2);
printList(L3);
list<int>L4(10, 1000);
printList(L4);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.7.3 list 赋值和交换
功能描述:
- 给list容器进行赋值,以及交换list容器
函数原型:
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。list& operator=(const list &lst);
//重载等号操作符swap(lst);
//将lst与本身的元素互换。
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//赋值和交换
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
printList(L1);
//赋值
list<int>L2;
L2 = L1;
printList(L2);
list<int>L3;
L3.assign(L2.begin(), L2.end());
printList(L3);
list<int>L4;
L4.assign(10, 100);
printList(L4);
}
//交换
void test02()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
list<int>L2;
L2.assign(10, 100);
cout << "交换前: " << endl;
printList(L1);
printList(L2);
cout << endl;
L1.swap(L2);
cout << "交换后: " << endl;
printList(L1);
printList(L2);
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
3.7.4 list 大小操作
功能描述:
- 对list容器的大小进行操作
函数原型:
-
size();
//返回容器中元素的个数 -
empty();
//判断容器是否为空 -
resize(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(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。
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//大小操作
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
if (L1.empty())
{
cout << "L1为空" << endl;
}
else
{
cout << "L1不为空" << endl;
cout << "L1的大小为: " << L1.size() << endl;
}
//重新指定大小
L1.resize(10);
printList(L1);
L1.resize(2);
printList(L1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.7.5 list 插入和删除
功能描述:
- 对list容器进行数据的插入和删除
函数原型:
- push_back(elem);//在容器尾部加入一个元素
- pop_back();//删除容器中最后一个元素
- push_front(elem);//在容器开头插入一个元素
- pop_front();//从容器开头移除第一个元素
- insert(pos,elem);//在pos位置插elem元素的拷贝,返回新数据的位置。
- insert(pos,n,elem);//在pos位置插入n个elem数据,无返回值。
- insert(pos,beg,end);//在pos位置插入[beg,end)区间的数据,无返回值。
- clear();//移除容器的所有数据
- erase(beg,end);//删除[beg,end)区间的数据,返回下一个数据的位置。
- erase(pos);//删除pos位置的数据,返回下一个数据的位置。
- remove(elem);//删除容器中所有与elem值匹配的元素。
#include <list>
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
void test01()
{
list<int> L;
//尾插
L.push_back(10);
L.push_back(20);
L.push_back(30);
//头插
L.push_front(100);
L.push_front(200);
L.push_front(300);
printList(L);
//尾删
L.pop_back();
printList(L);
//头删
L.pop_front();
printList(L);
//插入
list<int>::iterator it = L.begin();
L.insert(++it, 1000);
printList(L);
//删除
it = L.begin();
L.erase(++it);
printList(L);
//移除
L.push_back(10000);
L.push_back(10000);
L.push_back(10000);
printList(L);
L.remove(10000);
printList(L);
//清空
L.clear();
printList(L);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.7.6 list 数据存取
功能描述:
- 对list容器中数据进行存取
函数原型:
front();
//返回第一个元素。back();
//返回最后一个元素。
#include <list>
//数据存取
void test01()
{
list<int>L1;
L1.push_back(10);
L1.push_back(20);
L1.push_back(30);
L1.push_back(40);
//cout << L1.at(0) << endl;//错误 不支持at访问数据
//cout << L1[0] << endl; //错误 不支持[]方式访问数据
cout << "第一个元素为: " << L1.front() << endl;
cout << "最后一个元素为: " << L1.back() << endl;
//list容器的迭代器是双向迭代器,不支持随机访问
list<int>::iterator it = L1.begin();
//it = it + 1;//错误,不可以跳跃访问,即使是+1
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.7.7 list 反转和排序
功能描述:
- 将容器中的元素反转,以及将容器中的数据进行排序
函数原型:
reverse();
//反转链表sort();
//链表排序
void printList(const list<int>& L) {
for (list<int>::const_iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
bool myCompare(int val1 , int val2)
{
return val1 > val2;
}
//反转和排序
void test01()
{
list<int> L;
L.push_back(90);
L.push_back(30);
L.push_back(20);
L.push_back(70);
printList(L);
//反转容器的元素
L.reverse();
printList(L);
//排序
L.sort(); //默认的排序规则 从小到大
printList(L);
L.sort(myCompare); //指定规则,从大到小
printList(L);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.7.8 排序案例
案例描述:将Person自定义数据类型进行排序,Person中属性有姓名、年龄、身高
排序规则:按照年龄进行升序,如果年龄相同按照身高进行降序
#include <list>
#include <string>
class Person {
public:
Person(string name, int age , int height) {
m_Name = name;
m_Age = age;
m_Height = height;
}
public:
string m_Name; //姓名
int m_Age; //年龄
int m_Height; //身高
};
bool ComparePerson(Person& p1, Person& p2) {
if (p1.m_Age == p2.m_Age) {
return p1.m_Height > p2.m_Height;
}
else
{
return p1.m_Age < p2.m_Age;
}
}
void test01() {
list<Person> L;
Person p1("刘备", 35 , 175);
Person p2("曹操", 45 , 180);
Person p3("孙权", 40 , 170);
Person p4("赵云", 25 , 190);
Person p5("张飞", 35 , 160);
Person p6("关羽", 35 , 200);
L.push_back(p1);
L.push_back(p2);
L.push_back(p3);
L.push_back(p4);
L.push_back(p5);
L.push_back(p6);
for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age
<< " 身高: " << it->m_Height << endl;
}
cout << "---------------------------------" << endl;
L.sort(ComparePerson); //排序
for (list<Person>::iterator it = L.begin(); it != L.end(); it++) {
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age
<< " 身高: " << it->m_Height << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 对于自定义数据类型,必须要指定排序规则,否则编译器不知道如何进行排序
- 高级排序只是在排序规则上再进行一次逻辑规则制定,并不复杂
3.8 set/ multiset 容器
3.8.1 set基本概念
简介:
- 所有元素都会在插入时自动被排序
本质:
- set/multiset属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。
set和multiset区别:
- set不允许容器中有重复的元素
- multiset允许容器中有重复的元素
3.8.2 set构造和赋值
功能描述:创建set容器以及赋值
构造:
set<T> st;
//默认构造函数:set(const set &st);
//拷贝构造函数
赋值:
set& operator=(const set &st);
//重载等号操作符
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//构造和赋值
void test01()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
printSet(s1);
//拷贝构造
set<int>s2(s1);
printSet(s2);
//赋值
set<int>s3;
s3 = s2;
printSet(s3);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- set容器插入数据时用insert
- set容器插入数据的数据会自动排序
3.8.3 set大小和交换
功能描述:
- 统计set容器大小以及交换set容器
函数原型:
size();
//返回容器中元素的数目empty();
//判断容器是否为空swap(st);
//交换两个集合容器
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//大小
void test01()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
if (s1.empty())
{
cout << "s1为空" << endl;
}
else
{
cout << "s1不为空" << endl;
cout << "s1的大小为: " << s1.size() << endl;
}
}
//交换
void test02()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
set<int> s2;
s2.insert(100);
s2.insert(300);
s2.insert(200);
s2.insert(400);
cout << "交换前" << endl;
printSet(s1);
printSet(s2);
cout << endl;
cout << "交换后" << endl;
s1.swap(s2);
printSet(s1);
printSet(s2);
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
3.8.4 set插入和删除
功能描述:
- set容器进行插入数据和删除数据
函数原型:
insert(elem);
//在容器中插入元素。clear();
//清除所有元素erase(pos);
//删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。erase(beg, end);
//删除区间[beg,end)的所有元素 ,返回下一个元素的迭代器。erase(elem);
//删除容器中值为elem的元素。
#include <set>
void printSet(set<int> & s)
{
for (set<int>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
//插入和删除
void test01()
{
set<int> s1;
//插入
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
printSet(s1);
//删除
s1.erase(s1.begin());
printSet(s1);
s1.erase(30);
printSet(s1);
//清空
//s1.erase(s1.begin(), s1.end());
s1.clear();
printSet(s1);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.8.5 set查找和统计
功能描述:
- 对set容器进行查找数据以及统计数据
函数原型:
find(key);
//查找key是否存在,若存在,返回该键的元素的迭代器;若不存在,返回set.end();count(key);
//统计key的元素个数
#include <set>
//查找和统计
void test01()
{
set<int> s1;
//插入
s1.insert(10);
s1.insert(30);
s1.insert(20);
s1.insert(40);
//查找
set<int>::iterator pos = s1.find(30);
if (pos != s1.end())
{
cout << "找到了元素 : " << *pos << endl;
}
else
{
cout << "未找到元素" << endl;
}
//统计
int num = s1.count(30);
cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.8.6 set和multiset区别
学习目标:
- 掌握set和multiset的区别
区别:
- set不可以插入重复数据,而multiset可以
- set插入数据的同时会返回插入结果,表示插入是否成功
- multiset不会检测数据,因此可以插入重复数据
#include <set>
//set和multiset区别
void test01()
{
set<int> s;
pair<set<int>::iterator, bool> ret = s.insert(10);
if (ret.second) {
cout << "第一次插入成功!" << endl;
}
else {
cout << "第一次插入失败!" << endl;
}
ret = s.insert(10);
if (ret.second) {
cout << "第二次插入成功!" << endl;
}
else {
cout << "第二次插入失败!" << endl;
}
//multiset
multiset<int> ms;
ms.insert(10);
ms.insert(10);
for (multiset<int>::iterator it = ms.begin(); it != ms.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.8.7 pair对组创建
功能描述:
- 成对出现的数据,利用对组可以返回两个数据
两种创建方式:
pair<type, type> p ( value1, value2 );
pair<type, type> p = make_pair( value1, value2 );
#include <string>
//对组创建
void test01()
{
pair<string, int> p(string("Tom"), 20);
cout << "姓名: " << p.first << " 年龄: " << p.second << endl;
pair<string, int> p2 = make_pair("Jerry", 10);
cout << "姓名: " << p2.first << " 年龄: " << p2.second << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.8.8 set容器排序
学习目标:
- set容器默认排序规则为从小到大,掌握如何改变排序规则
主要技术点:
- 利用仿函数,可以改变排序规则
示例一 set存放内置数据类型
#include <set>
class MyCompare
{
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
set<int> s1;
s1.insert(10);
s1.insert(40);
s1.insert(20);
s1.insert(30);
s1.insert(50);
//默认从小到大
for (set<int>::iterator it = s1.begin(); it != s1.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
//指定排序规则
set<int,MyCompare> s2;
s2.insert(10);
s2.insert(40);
s2.insert(20);
s2.insert(30);
s2.insert(50);
for (set<int, MyCompare>::iterator it = s2.begin(); it != s2.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:利用仿函数可以指定set容器的排序规则
示例二 set存放自定义数据类型
#include <set>
#include <string>
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
class comparePerson
{
public:
bool operator()(const Person& p1, const Person &p2)
{
//按照年龄进行排序 降序
return p1.m_Age > p2.m_Age;
}
};
void test01()
{
set<Person, comparePerson> s;
Person p1("刘备", 23);
Person p2("关羽", 27);
Person p3("张飞", 25);
Person p4("赵云", 21);
s.insert(p1);
s.insert(p2);
s.insert(p3);
s.insert(p4);
for (set<Person, comparePerson>::iterator it = s.begin(); it != s.end(); it++)
{
cout << "姓名: " << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
对于自定义数据类型,set必须指定排序规则才可以插入数据
3.9 map/ multimap容器
3.9.1 map基本概念
简介:
- map中所有元素都是pair
- pair中第一个元素为key(键值),起到索引作用,第二个元素为value(实值)
- 所有元素都会根据元素的键值自动排序
本质:
- map/multimap属于关联式容器,底层结构是用二叉树实现。
优点:
- 可以根据key值快速找到value值
map和multimap区别:
- map不允许容器中有重复key值元素
- multimap允许容器中有重复key值元素
3.9.2 map构造和赋值
功能描述:
- 对map容器进行构造和赋值操作
函数原型:
构造:
map<T1, T2> mp;
//map默认构造函数:map(const map &mp);
//拷贝构造函数
赋值:
map& operator=(const map &mp);
//重载等号操作符
#include <map>
void printMap(map<int,int>&m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
map<int,int>m; //默认构造
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
printMap(m);
map<int, int>m2(m); //拷贝构造
printMap(m2);
map<int, int>m3;
m3 = m2; //赋值
printMap(m3);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:map中所有元素都是成对出现,插入数据时候要使用对组
3.9.3 map大小和交换
功能描述:
- 统计map容器大小以及交换map容器
函数原型:
size();
//返回容器中元素的数目empty();
//判断容器是否为空swap(st);
//交换两个集合容器
#include <map>
void printMap(map<int,int>&m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
if (m.empty())
{
cout << "m为空" << endl;
}
else
{
cout << "m不为空" << endl;
cout << "m的大小为: " << m.size() << endl;
}
}
//交换
void test02()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
map<int, int>m2;
m2.insert(pair<int, int>(4, 100));
m2.insert(pair<int, int>(5, 200));
m2.insert(pair<int, int>(6, 300));
cout << "交换前" << endl;
printMap(m);
printMap(m2);
cout << "交换后" << endl;
m.swap(m2);
printMap(m);
printMap(m2);
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
3.9.4 map插入和删除
功能描述:
- map容器进行插入数据和删除数据
函数原型:
insert(elem);
//在容器中插入元素。clear();
//清除所有元素erase(pos);
//删除pos迭代器所指的元素,返回下一个元素的迭代器。erase(beg, end);
//删除区间[beg,end)的所有元素 ,返回下一个元素的迭代器。erase(key);
//删除容器中值为key的元素。
#include <map>
void printMap(map<int,int>&m)
{
for (map<int, int>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++)
{
cout << "key = " << it->first << " value = " << it->second << endl;
}
cout << endl;
}
void test01()
{
//插入
map<int, int> m;
//第一种插入方式
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
//第二种插入方式
m.insert(make_pair(2, 20));
//第三种插入方式
m.insert(map<int, int>::value_type(3, 30));
//第四种插入方式
m[4] = 40;
printMap(m);
//删除
m.erase(m.begin());
printMap(m);
m.erase(3);
printMap(m);
//清空
m.erase(m.begin(),m.end());
m.clear();
printMap(m);
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.9.5 map查找和统计
功能描述:
- 对map容器进行查找数据以及统计数据
函数原型:
find(key);
//查找key是否存在,若存在,返回该键的元素的迭代器;若不存在,返回set.end();count(key);
//统计key的元素个数
#include <map>
//查找和统计
void test01()
{
map<int, int>m;
m.insert(pair<int, int>(1, 10));
m.insert(pair<int, int>(2, 20));
m.insert(pair<int, int>(3, 30));
//查找
map<int, int>::iterator pos = m.find(3);
if (pos != m.end())
{
cout << "找到了元素 key = " << (*pos).first << " value = " << (*pos).second << endl;
}
else
{
cout << "未找到元素" << endl;
}
//统计
int num = m.count(3);
cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
3.9.6 map容器排序
学习目标:
- map容器默认排序规则为 按照key值进行 从小到大排序,掌握如何改变排序规则
主要技术点:
- 利用仿函数,可以改变排序规则
#include <map>
class MyCompare {
public:
bool operator()(int v1, int v2) {
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
//默认从小到大排序
//利用仿函数实现从大到小排序
map<int, int, MyCompare> m;
m.insert(make_pair(1, 10));
m.insert(make_pair(2, 20));
m.insert(make_pair(3, 30));
m.insert(make_pair(4, 40));
m.insert(make_pair(5, 50));
for (map<int, int, MyCompare>::iterator it = m.begin(); it != m.end(); it++) {
cout << "key:" << it->first << " value:" << it->second << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 利用仿函数可以指定map容器的排序规则
- 对于自定义数据类型,map必须要指定排序规则,同set容器
3.10 案例-员工分组
3.10.1 案例描述
- 公司今天招聘了10个员工(ABCDEFGHIJ),10名员工进入公司之后,需要指派员工在那个部门工作
- 员工信息有: 姓名 工资组成;部门分为:策划、美术、研发
- 随机给10名员工分配部门和工资
- 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
- 分部门显示员工信息
3.10.2 实现步骤
- 创建10名员工,放到vector中
- 遍历vector容器,取出每个员工,进行随机分组
- 分组后,将员工部门编号作为key,具体员工作为value,放入到multimap容器中
- 分部门显示员工信息
#include<iostream>
using namespace std;
#include <vector>
#include <string>
#include <map>
#include <ctime>
/*
- 公司今天招聘了10个员工(ABCDEFGHIJ),10名员工进入公司之后,需要指派员工在那个部门工作
- 员工信息有: 姓名 工资组成;部门分为:策划、美术、研发
- 随机给10名员工分配部门和工资
- 通过multimap进行信息的插入 key(部门编号) value(员工)
- 分部门显示员工信息
*/
#define CEHUA 0
#define MEISHU 1
#define YANFA 2
class Worker
{
public:
string m_Name;
int m_Salary;
};
void createWorker(vector<Worker>&v)
{
string nameSeed = "ABCDEFGHIJ";
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
Worker worker;
worker.m_Name = "员工";
worker.m_Name += nameSeed[i];
worker.m_Salary = rand() % 10000 + 10000; // 10000 ~ 19999
//将员工放入到容器中
v.push_back(worker);
}
}
//员工分组
void setGroup(vector<Worker>&v,multimap<int,Worker>&m)
{
for (vector<Worker>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
//产生随机部门编号
int deptId = rand() % 3; // 0 1 2
//将员工插入到分组中
//key部门编号,value具体员工
m.insert(make_pair(deptId, *it));
}
}
void showWorkerByGourp(multimap<int,Worker>&m)
{
// 0 A B C 1 D E 2 F G ...
cout << "策划部门:" << endl;
multimap<int,Worker>::iterator pos = m.find(CEHUA);
int count = m.count(CEHUA); // 统计具体人数
int index = 0;
for (; pos != m.end() && index < count; pos++ , index++)
{
cout << "姓名: " << pos->second.m_Name << " 工资: " << pos->second.m_Salary << endl;
}
cout << "----------------------" << endl;
cout << "美术部门: " << endl;
pos = m.find(MEISHU);
count = m.count(MEISHU); // 统计具体人数
index = 0;
for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
{
cout << "姓名: " << pos->second.m_Name << " 工资: " << pos->second.m_Salary << endl;
}
cout << "----------------------" << endl;
cout << "研发部门: " << endl;
pos = m.find(YANFA);
count = m.count(YANFA); // 统计具体人数
index = 0;
for (; pos != m.end() && index < count; pos++, index++)
{
cout << "姓名: " << pos->second.m_Name << " 工资: " << pos->second.m_Salary << endl;
}
}
int main() {
srand((unsigned int)time(NULL));
//1、创建员工
vector<Worker>vWorker;
createWorker(vWorker);
//2、员工分组
multimap<int, Worker>mWorker;
setGroup(vWorker, mWorker);
//3、分组显示员工
showWorkerByGourp(mWorker);
测试
//for (vector<Worker>::iterator it = vWorker.begin(); it != vWorker.end(); it++)
//{
// cout << "姓名: " << it->m_Name << " 工资: " << it->m_Salary << endl;
//}
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 当数据以键值对形式存在,可以考虑用map 或 multimap
4.STL- 函数对象
4.1 函数对象
4.1.1 函数对象概念
概念:
- 重载函数调用操作符的类,其对象常称为函数对象
- 函数对象使用重载的()时,行为类似函数调用,也叫仿函数
本质:
函数对象(仿函数)是一个类,不是一个函数
4.1.2 函数对象使用
特点:
- 函数对象在使用时,可以像普通函数那样调用, 可以有参数,可以有返回值
- 函数对象超出普通函数的概念,函数对象可以有自己的状态
- 函数对象可以作为参数传递
#include <string>
//1、函数对象在使用时,可以像普通函数那样调用, 可以有参数,可以有返回值
class MyAdd
{
public :
int operator()(int v1,int v2)
{
return v1 + v2;
}
};
void test01()
{
MyAdd myAdd;
cout << myAdd(10, 10) << endl;
}
//2、函数对象可以有自己的状态
class MyPrint
{
public:
MyPrint()
{
count = 0;
}
void operator()(string test)
{
cout << test << endl;
count++; //统计使用次数
}
int count; //内部自己的状态
};
void test02()
{
MyPrint myPrint;
myPrint("hello world");
myPrint("hello world");
myPrint("hello world");
cout << "myPrint调用次数为: " << myPrint.count << endl;
}
//3、函数对象可以作为参数传递
void doPrint(MyPrint &mp , string test)
{
mp(test);
}
void test03()
{
MyPrint myPrint;
doPrint(myPrint, "Hello C++");
}
int main() {
//test01();
//test02();
test03();
system("pause");
return 0;
}
4.2 谓词
4.2.1 谓词概念
概念:
- 返回bool类型的仿函数称为谓词
- 如果operator()接受一个参数,那么叫做一元谓词
- 如果operator()接受两个参数,那么叫做二元谓词
4.2.2 一元谓词
#include <vector>
#include <algorithm>
//1.一元谓词
struct GreaterFive{
bool operator()(int val) {
return val > 5;
}
};
void test01() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
if (it == v.end()) {
cout << "没找到!" << endl;
}
else {
cout << "找到:" << *it << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:参数只有一个的谓词,称为一元谓词
4.2.3 二元谓词
#include <vector>
#include <algorithm>
//二元谓词
class MyCompare
{
public:
bool operator()(int num1, int num2)
{
return num1 > num2;
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(40);
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
//默认从小到大
sort(v.begin(), v.end());
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
cout << "----------------------------" << endl;
//使用函数对象改变算法策略,排序从大到小
sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:参数只有两个的谓词,称为二元谓词
4.3 内建函数对象
4.3.1 内建函数对象意义
概念:
- STL内建了一些函数对象
分类:
- 算术仿函数
- 关系仿函数
- 逻辑仿函数
用法:
- 这些仿函数所产生的对象,用法和一般函数完全相同
- 使用内建函数对象,需要引入头文件
#include<functional>
4.3.2 算术仿函数
功能描述:
- 实现四则运算
- 其中negate是一元运算,其他都是二元运算
仿函数原型:
template<class T> T plus<T>
//加法仿函数template<class T> T minus<T>
//减法仿函数template<class T> T multiplies<T>
//乘法仿函数template<class T> T divides<T>
//除法仿函数template<class T> T modulus<T>
//取模仿函数template<class T> T negate<T>
//取反仿函数
#include <functional>
//negate
void test01()
{
negate<int> n;
cout << n(50) << endl;
}
//plus
void test02()
{
plus<int> p;
cout << p(10, 20) << endl;
}
int main() {
test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结:使用内建函数对象时,需要引入头文件 #include <functional>
4.3.3 关系仿函数
功能描述:
- 实现关系对比
仿函数原型:
template<class T> bool equal_to<T>
//等于template<class T> bool not_equal_to<T>
//不等于template<class T> bool greater<T>
//大于template<class T> bool greater_equal<T>
//大于等于template<class T> bool less<T>
//小于template<class T> bool less_equal<T>
//小于等于
#include <functional>
#include <vector>
#include <algorithm>
class MyCompare
{
public:
bool operator()(int v1,int v2)
{
return v1 > v2;
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(40);
v.push_back(20);
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
//自己实现仿函数
//sort(v.begin(), v.end(), MyCompare());
//STL内建仿函数 大于仿函数
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:关系仿函数中最常用的就是greater<>大于
4.3.4 逻辑仿函数
功能描述:
- 实现逻辑运算
函数原型:
template<class T> bool logical_and<T>
//逻辑与template<class T> bool logical_or<T>
//逻辑或template<class T> bool logical_not<T>
//逻辑非
#include <vector>
#include <functional>
#include <algorithm>
void test01()
{
vector<bool> v;
v.push_back(true);
v.push_back(false);
v.push_back(true);
v.push_back(false);
for (vector<bool>::iterator it = v.begin();it!= v.end();it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
//逻辑非 将v容器搬运到v2中,并执行逻辑非运算
vector<bool> v2;
v2.resize(v.size());
transform(v.begin(), v.end(), v2.begin(), logical_not<bool>());
for (vector<bool>::iterator it = v2.begin(); it != v2.end(); it++)
{
cout << *it << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.STL- 常用算法
概述:
- 算法主要是由头文件
<algorithm>
<functional>
<numeric>
组成。 <algorithm>
是所有STL头文件中最大的一个,范围涉及到比较、 交换、查找、遍历操作、复制、修改等等<numeric>
体积很小,只包括几个在序列上面进行简单数学运算的模板函数<functional>
定义了一些模板类,用以声明函数对象。
5.1 常用遍历算法
学习目标:
- 掌握常用的遍历算法
算法简介:
for_each
//遍历容器transform
//搬运容器到另一个容器中
5.1.1 for_each
功能描述:
- 实现遍历容器
函数原型:
-
for_each(iterator beg, iterator end, _func);
// 遍历算法 遍历容器元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _func 函数或者函数对象
#include <algorithm>
#include <vector>
//普通函数
void print01(int val)
{
cout << val << " ";
}
//函数对象
class print02
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
//for_each算法基本用法
void test01() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
//遍历算法
for_each(v.begin(), v.end(), print01);
cout << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), print02());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.1.2 transform
功能描述:
- 搬运容器到另一个容器中
函数原型:
transform(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, _func);
//beg1 源容器开始迭代器
//end1 源容器结束迭代器
//beg2 目标容器开始迭代器
//_func 函数或者函数对象
#include<vector>
#include<algorithm>
//常用遍历算法 搬运 transform
class TransForm
{
public:
int operator()(int val)
{
return val;
}
};
class MyPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int>v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
vector<int>vTarget; //目标容器
vTarget.resize(v.size()); // 目标容器需要提前开辟空间
transform(v.begin(), v.end(), vTarget.begin(), TransForm());
for_each(vTarget.begin(), vTarget.end(), MyPrint());
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.2 常用查找算法
学习目标:
- 掌握常用的查找算法
算法简介:
find
//查找元素find_if
//按条件查找元素adjacent_find
//查找相邻重复元素binary_search
//二分查找法count
//统计元素个数count_if
//按条件统计元素个数
5.2.1 find
功能描述:
- 查找指定元素,找到返回指定元素的迭代器,找不到返回结束迭代器end()
函数原型:
-
find(iterator beg, iterator end, value);
// 按值查找元素,找到返回指定位置迭代器,找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
void test01() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i + 1);
}
//查找容器中是否有 5 这个元素
vector<int>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), 5);
if (it == v.end())
{
cout << "没有找到!" << endl;
}
else
{
cout << "找到:" << *it << endl;
}
}
class Person {
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
//重载==
bool operator==(const Person& p)
{
if (this->m_Name == p.m_Name && this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
return false;
}
public:
string m_Name;
int m_Age;
};
void test02() {
vector<Person> v;
//创建数据
Person p1("aaa", 10);
Person p2("bbb", 20);
Person p3("ccc", 30);
Person p4("ddd", 40);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
vector<Person>::iterator it = find(v.begin(), v.end(), p2);
if (it == v.end())
{
cout << "没有找到!" << endl;
}
else
{
cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}
}
总结: 利用find可以在容器中找指定的元素,返回值是迭代器
5.2.2 find_if
功能描述:
- 按条件查找元素
函数原型:
-
find_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素,找到返回指定位置迭代器,找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 函数或者谓词(返回bool类型的仿函数)
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
//内置数据类型
class GreaterFive
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val > 5;
}
};
void test01() {
vector<int> v;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v.push_back(i + 1);
}
vector<int>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), GreaterFive());
if (it == v.end()) {
cout << "没有找到!" << endl;
}
else {
cout << "找到大于5的数字:" << *it << endl;
}
}
//自定义数据类型
class Person {
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
public:
string m_Name;
int m_Age;
};
class Greater20
{
public:
bool operator()(Person &p)
{
return p.m_Age > 20;
}
};
void test02() {
vector<Person> v;
//创建数据
Person p1("aaa", 10);
Person p2("bbb", 20);
Person p3("ccc", 30);
Person p4("ddd", 40);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
vector<Person>::iterator it = find_if(v.begin(), v.end(), Greater20());
if (it == v.end())
{
cout << "没有找到!" << endl;
}
else
{
cout << "找到姓名:" << it->m_Name << " 年龄: " << it->m_Age << endl;
}
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
5.2.3 adjacent_find
功能描述:
- 查找相邻重复元素
函数原型:
-
adjacent_find(iterator beg, iterator end);
// 查找相邻重复元素,返回相邻元素的第一个位置的迭代器
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(5);
v.push_back(2);
v.push_back(4);
v.push_back(4);
v.push_back(3);
//查找相邻重复元素
vector<int>::iterator it = adjacent_find(v.begin(), v.end());
if (it == v.end()) {
cout << "找不到!" << endl;
}
else {
cout << "找到相邻重复元素为:" << *it << endl;
}
}
5.2.4 binary_search
功能描述:
- 查找指定元素是否存在
函数原型:
-
bool binary_search(iterator beg, iterator end, value);
// 查找指定的元素,查到 返回true 否则false
// 注意: 在无序序列中不可用
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 查找的元素
#include <algorithm>
#include <vector>
void test01()
{
vector<int>v;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v.push_back(i);
}
//二分查找
bool ret = binary_search(v.begin(), v.end(),2);
if (ret)
{
cout << "找到了" << endl;
}
else
{
cout << "未找到" << endl;
}
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.2.5 count
功能描述:
- 统计元素个数
函数原型:
-
count(iterator beg, iterator end, value);
// 统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 统计的元素
#include <algorithm>
#include <vector>
//内置数据类型
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(4);
int num = count(v.begin(), v.end(), 4);
cout << "4的个数为: " << num << endl;
}
//自定义数据类型
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
bool operator==(const Person & p)
{
if (this->m_Age == p.m_Age)
{
return true;
}
else
{
return false;
}
}
string m_Name;
int m_Age;
};
void test02()
{
vector<Person> v;
Person p1("刘备", 35);
Person p2("关羽", 35);
Person p3("张飞", 35);
Person p4("赵云", 30);
Person p5("曹操", 25);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
Person p("诸葛亮",35);
int num = count(v.begin(), v.end(), p);
cout << "num = " << num << endl;
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
总结: 统计自定义数据类型时候,需要配合重载 operator==
5.2.6 count_if
功能描述:
- 按条件统计元素个数
函数原型:
-
count_if(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按条件统计元素出现次数
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词
#include <algorithm>
#include <vector>
class Greater4
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val >= 4;
}
};
//内置数据类型
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(4);
v.push_back(5);
v.push_back(3);
v.push_back(4);
v.push_back(4);
int num = count_if(v.begin(), v.end(), Greater4());
cout << "大于4的个数为: " << num << endl;
}
//自定义数据类型
class Person
{
public:
Person(string name, int age)
{
this->m_Name = name;
this->m_Age = age;
}
string m_Name;
int m_Age;
};
class AgeLess35
{
public:
bool operator()(const Person &p)
{
return p.m_Age < 35;
}
};
void test02()
{
vector<Person> v;
Person p1("刘备", 35);
Person p2("关羽", 35);
Person p3("张飞", 35);
Person p4("赵云", 30);
Person p5("曹操", 25);
v.push_back(p1);
v.push_back(p2);
v.push_back(p3);
v.push_back(p4);
v.push_back(p5);
int num = count_if(v.begin(), v.end(), AgeLess35());
cout << "小于35岁的个数:" << num << endl;
}
int main() {
//test01();
test02();
system("pause");
return 0;
}
5.3 常用排序算法
学习目标:
- 掌握常用的排序算法
算法简介:
sort
//对容器内元素进行排序random_shuffle
//洗牌 指定范围内的元素随机调整次序merge
// 容器元素合并,并存储到另一容器中reverse
// 反转指定范围的元素
5.3.1 sort
功能描述:
- 对容器内元素进行排序
函数原型:
-
sort(iterator beg, iterator end, _Pred);
// 按值查找元素,找到返回指定位置迭代器,找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _Pred 谓词
#include <algorithm>
#include <vector>
void myPrint(int val)
{
cout << val << " ";
}
void test01() {
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
//sort默认从小到大排序
sort(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
//从大到小排序
sort(v.begin(), v.end(), greater<int>());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.3.2 random_shuffle
功能描述:
- 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
函数原型:
-
random_shuffle(iterator beg, iterator end);
// 指定范围内的元素随机调整次序
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
srand((unsigned int)time(NULL));
vector<int> v;
for(int i = 0 ; i < 10;i++)
{
v.push_back(i);
}
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//打乱顺序
random_shuffle(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.3.3 merge
功能描述:
- 两个容器元素合并,并存储到另一容器中
函数原型:
-
merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 容器元素合并,并存储到另一容器中
// 注意: 两个容器必须是有序的
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10 ; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i + 1);
}
vector<int> vtarget;
//目标容器需要提前开辟空间
vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
//合并 需要两个有序序列
merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.3.4 reverse
功能描述:
- 将容器内元素进行反转
函数原型:
-
reverse(iterator beg, iterator end);
// 反转指定范围的元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
cout << "反转前: " << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
cout << "反转后: " << endl;
reverse(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.4 常用拷贝和替换算法
学习目标:
- 掌握常用的拷贝和替换算法
算法简介:
copy
// 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中replace
// 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素replace_if
// 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素swap
// 互换两个容器的元素
5.4.1 copy
功能描述:
- 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
函数原型:
-
copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
// 按值查找元素,找到返回指定位置迭代器,找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// dest 目标起始迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i + 1);
}
vector<int> v2;
v2.resize(v1.size());
copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());
for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.4.2 replace
功能描述:
- 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
函数原型:
-
replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
// 将区间内旧元素 替换成 新元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// oldvalue 旧元素
// newvalue 新元素
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
v.push_back(10);
v.push_back(20);
cout << "替换前:" << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//将容器中的20 替换成 2000
cout << "替换后:" << endl;
replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:replace会替换区间内满足条件的元素
5.4.3 replace_if
功能描述:
- 将区间内满足条件的元素,替换成指定元素
函数原型:
-
replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素,满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _pred 谓词
// newvalue 替换的新元素
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
class ReplaceGreater30
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val >= 30;
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
v.push_back(10);
v.push_back(20);
cout << "替换前:" << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//将容器中大于等于的30 替换成 3000
cout << "替换后:" << endl;
replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.4.4 swap
功能描述:
- 互换两个容器的元素
函数原型:
-
swap(container c1, container c2);
// 互换两个容器的元素
// c1容器1
// c2容器2
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+100);
}
cout << "交换前: " << endl;
for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
cout << endl;
for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
cout << endl;
cout << "交换后: " << endl;
swap(v1, v2);
for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
cout << endl;
for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:swap交换容器时,注意交换的容器要同种类型
5.5 常用算术生成算法
学习目标:
- 掌握常用的算术生成算法
注意:
- 算术生成算法属于小型算法,使用时包含的头文件为
#include <numeric>
算法简介:
-
accumulate
// 计算容器元素累计总和 -
fill
// 向容器中添加元素
5.5.1 accumulate
功能描述:
- 计算区间内 容器元素累计总和
函数原型:
-
accumulate(iterator beg, iterator end, value);
// 计算容器元素累计总和
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 起始值
#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{
vector<int> v;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
v.push_back(i);
}
int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
cout << "total = " << total << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.5.2 fill
功能描述:
- 向容器中填充指定的元素
函数原型:
-
fill(iterator beg, iterator end, value);
// 向容器中填充元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 填充的值
#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.resize(10);
//填充
fill(v.begin(), v.end(), 100);
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值
5.6 常用集合算法
学习目标:
- 掌握常用的集合算法
算法简介:
-
set_intersection
// 求两个容器的交集 -
set_union
// 求两个容器的并集 -
set_difference
// 求两个容器的差集
5.6.1 set_intersection
功能描述:
- 求两个容器的交集
函数原型:
-
set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的交集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector<int> vTarget;
//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
vector<int>::iterator itEnd =
set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 求交集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
- set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置
5.6.2 set_union
功能描述:
- 求两个集合的并集
函数原型:
-
set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的并集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector<int> vTarget;
//取两个容器的和给目标容器开辟空间
vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
vector<int>::iterator itEnd =
set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 求并集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要两个容器相加
- set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置
5.6.3 set_difference
功能描述:
- 求两个集合的差集
函数原型:
-
set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的差集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器#include <vector> #include <algorithm> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i+5); } vector<int> vTarget; //取两个里面较大的值给目标容器开辟空间 vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size())); //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址 cout << "v1与v2的差集为: " << endl; vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; cout << "v2与v1的差集为: " << endl; itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结:
- 求差集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
- set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置
nt>());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint);
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
##### 5.3.2 random_shuffle
**功能描述:**
- 洗牌 指定范围内的元素随机调整次序
**函数原型:**
- `random_shuffle(iterator beg, iterator end);`
// 指定范围内的元素随机调整次序
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
```C++
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <ctime>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
srand((unsigned int)time(NULL));
vector<int> v;
for(int i = 0 ; i < 10;i++)
{
v.push_back(i);
}
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//打乱顺序
random_shuffle(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.3.3 merge
功能描述:
- 两个容器元素合并,并存储到另一容器中
函数原型:
-
merge(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 容器元素合并,并存储到另一容器中
// 注意: 两个容器必须是有序的
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10 ; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i + 1);
}
vector<int> vtarget;
//目标容器需要提前开辟空间
vtarget.resize(v1.size() + v2.size());
//合并 需要两个有序序列
merge(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vtarget.begin());
for_each(vtarget.begin(), vtarget.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.3.4 reverse
功能描述:
- 将容器内元素进行反转
函数原型:
-
reverse(iterator beg, iterator end);
// 反转指定范围的元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(10);
v.push_back(30);
v.push_back(50);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
cout << "反转前: " << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
cout << "反转后: " << endl;
reverse(v.begin(), v.end());
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.4 常用拷贝和替换算法
学习目标:
- 掌握常用的拷贝和替换算法
算法简介:
copy
// 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中replace
// 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素replace_if
// 容器内指定范围满足条件的元素替换为新元素swap
// 互换两个容器的元素
5.4.1 copy
功能描述:
- 容器内指定范围的元素拷贝到另一容器中
函数原型:
-
copy(iterator beg, iterator end, iterator dest);
// 按值查找元素,找到返回指定位置迭代器,找不到返回结束迭代器位置
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// dest 目标起始迭代器
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i + 1);
}
vector<int> v2;
v2.resize(v1.size());
copy(v1.begin(), v1.end(), v2.begin());
for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.4.2 replace
功能描述:
- 将容器内指定范围的旧元素修改为新元素
函数原型:
-
replace(iterator beg, iterator end, oldvalue, newvalue);
// 将区间内旧元素 替换成 新元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// oldvalue 旧元素
// newvalue 新元素
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
v.push_back(10);
v.push_back(20);
cout << "替换前:" << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//将容器中的20 替换成 2000
cout << "替换后:" << endl;
replace(v.begin(), v.end(), 20,2000);
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:replace会替换区间内满足条件的元素
5.4.3 replace_if
功能描述:
- 将区间内满足条件的元素,替换成指定元素
函数原型:
-
replace_if(iterator beg, iterator end, _pred, newvalue);
// 按条件替换元素,满足条件的替换成指定元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// _pred 谓词
// newvalue 替换的新元素
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
class ReplaceGreater30
{
public:
bool operator()(int val)
{
return val >= 30;
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.push_back(20);
v.push_back(30);
v.push_back(20);
v.push_back(40);
v.push_back(50);
v.push_back(10);
v.push_back(20);
cout << "替换前:" << endl;
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
//将容器中大于等于的30 替换成 3000
cout << "替换后:" << endl;
replace_if(v.begin(), v.end(), ReplaceGreater30(), 3000);
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.4.4 swap
功能描述:
- 互换两个容器的元素
函数原型:
-
swap(container c1, container c2);
// 互换两个容器的元素
// c1容器1
// c2容器2
#include <algorithm>
#include <vector>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+100);
}
cout << "交换前: " << endl;
for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
cout << endl;
for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
cout << endl;
cout << "交换后: " << endl;
swap(v1, v2);
for_each(v1.begin(), v1.end(), myPrint());
cout << endl;
for_each(v2.begin(), v2.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:swap交换容器时,注意交换的容器要同种类型
5.5 常用算术生成算法
学习目标:
- 掌握常用的算术生成算法
注意:
- 算术生成算法属于小型算法,使用时包含的头文件为
#include <numeric>
算法简介:
-
accumulate
// 计算容器元素累计总和 -
fill
// 向容器中添加元素
5.5.1 accumulate
功能描述:
- 计算区间内 容器元素累计总和
函数原型:
-
accumulate(iterator beg, iterator end, value);
// 计算容器元素累计总和
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 起始值
#include <numeric>
#include <vector>
void test01()
{
vector<int> v;
for (int i = 0; i <= 100; i++) {
v.push_back(i);
}
int total = accumulate(v.begin(), v.end(), 0);
cout << "total = " << total << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
5.5.2 fill
功能描述:
- 向容器中填充指定的元素
函数原型:
-
fill(iterator beg, iterator end, value);
// 向容器中填充元素
// beg 开始迭代器
// end 结束迭代器
// value 填充的值
#include <numeric>
#include <vector>
#include <algorithm>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v;
v.resize(10);
//填充
fill(v.begin(), v.end(), 100);
for_each(v.begin(), v.end(), myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:利用fill可以将容器区间内元素填充为 指定的值
5.6 常用集合算法
学习目标:
- 掌握常用的集合算法
算法简介:
-
set_intersection
// 求两个容器的交集 -
set_union
// 求两个容器的并集 -
set_difference
// 求两个容器的差集
5.6.1 set_intersection
功能描述:
- 求两个容器的交集
函数原型:
-
set_intersection(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的交集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10; i++)
{
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector<int> vTarget;
//取两个里面较小的值给目标容器开辟空间
vTarget.resize(min(v1.size(), v2.size()));
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
vector<int>::iterator itEnd =
set_intersection(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 求交集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要从两个容器中取小值
- set_intersection返回值既是交集中最后一个元素的位置
5.6.2 set_union
功能描述:
- 求两个集合的并集
函数原型:
-
set_union(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的并集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器
#include <vector>
#include <algorithm>
class myPrint
{
public:
void operator()(int val)
{
cout << val << " ";
}
};
void test01()
{
vector<int> v1;
vector<int> v2;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
v1.push_back(i);
v2.push_back(i+5);
}
vector<int> vTarget;
//取两个容器的和给目标容器开辟空间
vTarget.resize(v1.size() + v2.size());
//返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址
vector<int>::iterator itEnd =
set_union(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin());
for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint());
cout << endl;
}
int main() {
test01();
system("pause");
return 0;
}
总结:
- 求并集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要两个容器相加
- set_union返回值既是并集中最后一个元素的位置
5.6.3 set_difference
功能描述:
- 求两个集合的差集
函数原型:
-
set_difference(iterator beg1, iterator end1, iterator beg2, iterator end2, iterator dest);
// 求两个集合的差集
// 注意:两个集合必须是有序序列
// beg1 容器1开始迭代器
// end1 容器1结束迭代器
// beg2 容器2开始迭代器
// end2 容器2结束迭代器
// dest 目标容器开始迭代器#include <vector> #include <algorithm> class myPrint { public: void operator()(int val) { cout << val << " "; } }; void test01() { vector<int> v1; vector<int> v2; for (int i = 0; i < 10; i++) { v1.push_back(i); v2.push_back(i+5); } vector<int> vTarget; //取两个里面较大的值给目标容器开辟空间 vTarget.resize( max(v1.size() , v2.size())); //返回目标容器的最后一个元素的迭代器地址 cout << "v1与v2的差集为: " << endl; vector<int>::iterator itEnd = set_difference(v1.begin(), v1.end(), v2.begin(), v2.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; cout << "v2与v1的差集为: " << endl; itEnd = set_difference(v2.begin(), v2.end(), v1.begin(), v1.end(), vTarget.begin()); for_each(vTarget.begin(), itEnd, myPrint()); cout << endl; } int main() { test01(); system("pause"); return 0; }
总结:
- 求差集的两个集合必须的有序序列
- 目标容器开辟空间需要从两个容器取较大值
- set_difference返回值既是差集中最后一个元素的位置
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