(黑马)C++提高编程笔记(未完)

文章目录

  • 1 模板
    • 1.1 模板的概念
    • 1.2 函数模板
      • 1.2.1 函数模板语法
      • 1.2.2 函数模板注意事项
      • 1.2.3 函数模板案例
      • 1.2.4 普通函数与函数模板的区别
      • 1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则
      • 1.2.6 模板的局限性
    • 1.3 类模板
      • 1.3.1 类模板语法
      • 1.3.2 类模板与函数模板区别
      • 1.3.3 类模板中成员函数创建时机
      • 1.3.4 类模板对象做函数参数
      • 1.3.5 类模板与继承
      • 1.3.6 类模板成员函数类外实现
      • 1.3.7 类模板分文件编写
      • 1.3.8 类模板与友元
      • 1.3.9 类模板案例
  • 2 STL初识
    • 2.1 STL的诞生
    • 2.2 STL基本概念
      • 2.3 STL六大组件
      • 2.4 STL中容器、算法、迭代器
    • 2.5 容器算法迭代器初识
      • 2.5.1 vector存放内置数据类型
      • 2.5.2 Vector存放自定义数据类型
      • 2.5.3 Vector容器嵌套容器
  • 3 STL常用容器
    • 3.1 string容器
      • 3.1.1 string基本概念
      • 3.1.2 string构造函数
      • 3.1.3 string赋值操作
      • 3.1.4 string字符串拼接
      • 3.1.5 string查找和替换
      • 3.1.6 string字符串比较
      • 3.1.7 string字符存取
      • 3.1.8 string插入和删除
      • 3.1.9 string子串
    • 3.2 vector容器
      • 3.2.1 vector基本概念
      • 3.2.2 vector构造函数
      • 3.2.3 vector赋值操作

本博客只为方便后期复习,不做其他用途!
本博客配套视频: 视频链接
本博客参考博客: 博客链接

其他博客链接:
1、C++入门篇
2、C++核心篇


本阶段主要针对C++泛型编程和STL技术做详细讲解,探讨C++更深层的使用

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<typename T>
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
#include
using namespace std;

//函数模板

//两个整型交换函数
void swapInt(int &a, int &b) {
     
	int temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//交换两个浮点型函数
void swapDouble(double& a, double& b) {
     
	double temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//函数模板
template<typename T>  //声明一个模板,告诉编译器后面代码中紧跟着的T不要报错,T是一个通用数据类型
void mySwap(T& a, T& b) {
     
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

void test01() {
     
	float a = 10;
	float b = 20;

	//两种方式使用函数模板
	//1、自动类型推导
	mySwap(a, b);
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "b:" << b << endl;
	cout << "\n";

	//2、显示指定类型
	mySwap<float>(a, b);
	cout << "a:" << a << endl;
	cout << "b:" << b << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	system("cls");
}

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

#include
using namespace std;

//实现通用 对数组进行排序的函数
//从大到小  选择排序
//测试 char数组、 int数组

//交换函数模板
template<class T>
void mySwap(T& a, T& b) {
     
	T temp = a;
	a = b;
	b = temp;
}

//排序算法:选择排序,每次选择最大的一个放在前面
template<class T>
void mySort(T arr[], int len) {
     
	for (int i = 0; i < len; i++) {
     
		int max = i;      //认定最大值的下标
		for (int j = i + 1; j < len; j++) {
     
			if (arr[max] < arr[j]) {
     
				max = j;
			}
		}
		if (max != i) {
     
			//交换max和i元素
			mySwap(arr[max], arr[i]);
		}
	}
}

//提供打印数组模板
template<class 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[] = "badcfe";
	int num = sizeof(charArr) / sizeof(char);
	mySort(charArr, num);
	printArray(charArr, num);
}

void test02() {
     
	//测试int数组
	int intArr[] = {
      7,5,1,3,9,2,4,6,8 };
	int num = sizeof(intArr) / sizeof(int);
	mySort(intArr, num);
	printArray(intArr, num);
}

int main() {
     
	test01();
	test02();
	system("pause");
	system("cls");
}
f e d c b a
9 8 7 6 5 4 3 2 1
请按任意键继续. . .

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
#include
using namespace std;

//普通函数和函数模板的区别
//1、普通函数调用可以发生隐式类型转换
//2、函数模板  用自动类型推导,不可以发生隐式类型转换
//3、函数模板 用显示指定类型,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;
}

void test01() {
     
	int a = 10;
	int b = 20;
	char c = 'c'; //99
	//cout << myAdd01(a, b) << endl;
	cout << myAdd01(a, c) << endl;

	//1、自动类型推导   不会发生隐式类型转换
	//cout << myAdd02(a, c) << endl;   //报错,无法推导出一致的T

	//2、显示指定类型   会发生隐式类型转换
	cout << myAdd02<int>(a, c) << endl;
	cout << myAdd02<char>(a, c) << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	system("cls");
}

总结:建议使用显示指定类型的方式,调用函数模板,因为可以自己确定通用类型T

1.2.5 普通函数与函数模板的调用规则

调用规则如下:

  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
  2. 可以通过空模板参数列表来强制调用函数模板
  3. 函数模板也可以发生重载
  4. 如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板
#include
using namespace std;

//普通函数与函数模板的调用规则
//1、如果函数模板和普通函数都可以调用,优先调用普通函数
//2、可以通过空模板参数列表  强制调用  函数模板
//3、函数模板可以发生函数重载
//4、如果函数模板可以产生更好的匹配,优先调用函数模板

void myPrint(int a, int b)
{
     
	cout << "调用的普通函数" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b) {
     
	cout << "调用的模板" << endl;
}

template<class T>
void myPrint(T a, T b, T c) {
     
	cout << "调用重载的模板" << endl;
}

void test01() {
     
	int a = 10;
	int b = 20;

	myPrint(a, b);   //调用的普通函数

	//通过空模板参数列表,强制调用函数模板
	myPrint<>(a, b);       //调用模板
	myPrint<>(a, b, 100);  //调用重载的模板

	//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);   //调用模板
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	system("cls");
}
调用的普通函数
调用的模板
调用重载的模板
调用的模板
请按任意键继续. . .

总结:既然提供了函数模板,最好就不要提供普通函数,否则容易出现二义性

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
using namespace std;

//模板局限性
//特定数据类型  需要用具体方式做特殊实现

class Person {
     
public:
	Person(string name, int age) {
     
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	//姓名
	string m_Name;
	//年龄
	string m_Age;
};

//对比两个数据是否相等函数
template<class T>
bool myCompare(T& a, T& b) {
     
	if (a == b) {
     
		return true;
	}
	else {
     
		return false;
	}
}


//利用具体化Person的版本实现代码,具体化优先调用
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;

	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);

	bool ret = myCompare(p1, p2);
	if (ret) {
     
		cout << "p1 == p2" << endl;
	}
	else {
     
		cout << "p1 != p2" << endl;
	}
}

int main() {
     
	test01();
	test02();
	system("pause");
	system("cls");
}

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<typename T>

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
using namespace std;

//类模板
template<class NameType, class AgeType>
class Person {
     
public:
	Person(NameType name, AgeType age) {
     
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson() {
     
		cout << "name:" << this->m_Name << endl;
		cout << "age:" << this->m_Age << endl;
	}

	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};

void test01() {
     
	Person<string, int> p1("张三", 18);
	cout << p1.m_Name << "," << p1.m_Age << endl;
	p1.showPerson();
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	system("cls");
}
张三,18
name:张三
age:18
请按任意键继续. . .

总结:类模板和函数模板语法相似,在声明模板template后面加类,此类称为类模板

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
using namespace std;

//类模板和函数模板区别
template<class NameType, class AgeType = int>
class Person {
     
public:
	Person(NameType name, AgeType age) {
     
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson() {
     
		cout << "name:" << this->m_Name << endl;
		cout << "age:" << this->m_Age << endl;
	}

	NameType m_Name;
	AgeType m_Age;
};


void test01() {
     
	//Person p("张三", 18);  //1、类模板没有自动类型推导使用方式
	Person<string, int> p("张三", 18);
	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> p2("李四", 20);   //后一个参数默认整型,  默认参数只有类模板有,函数模板没有
	p2.showPerson();
}

int main() {
     
	test01();
	test02();
	system("pause");
	system("cls");
}
name:张三
age:18
name:李四
age:20
请按任意键继续. . .

总结:

  1. 类模板使用只能用显示指定类型方式
  2. 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
#include
using namespace std;

//类模板中成员函数创建时机
//类模板中成员函数在调用时才去创建
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
	void func1() {
     
		obj.showPerson1();
	}

	void func2() {
     
		obj.showPerson2();
	}
};

void test01() {
     
	MyClass<Person1> m;
	m.func1();
	//m.func2();    //报错,Person1没有func2()函数

	MyClass<Person2> n;
	n.func2();
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	system("cls");
}

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:

  1. 指定传入的类型:直接显示对象的数据类型
  2. 参数模板化:将对象中的参数变为模板进行传递
  3. 整个类模板化:将这个对象类型 模板化进行传递
#include
using namespace std;
#include

//类模板对象做函数参数
template<class T1, class T2>
class Person {
     
public:
	Person(T1 name, T2 age) {
     
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}

	void showPerson() {
     
		cout << "姓名:" << this->m_Name << ", 年龄:" << this->m_Age << endl;
	}

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//1、指定传入类型
void printPerson1(Person<string, int>& p) {
     
	p.showPerson();
}

void test01() {
     
	Person<string, int>p("张三", 18);
	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("李四", 20);
	printPerson2(p);
}

//3、整个类模板化
template<class T>
void printPerson3(T &p) {
     
	p.showPerson();
	cout << "T的类型为:" << typeid(T).name() << endl;
}
void test03() {
     
	Person<string, int>p("王五", 22);
	printPerson3(p);
}

int main() {
     
	test01();
	cout << "\n";
	test02();
	cout << "\n";
	test03();
	system("pause");
	system("cls");
}

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
#include
using namespace std;

//类模板与继承
template<class T>
class Base {
     
	T m;
};

class Son :public Base<int> {
       

};

void test01() {
     
	Son s1;
}

//如果想灵活指定父类中T类型,子类也需要变类模板
template<class T1, class T2>
class Son2 :public Base<T2> {
     
public:
	Son2() {
     
		cout << "T1的类型为:" << typeid(T1).name() << endl;
		cout << "T2的类型为:" << typeid(T2).name() << endl;
	}

	T1 obj;
};

void test02() {
     
	Son2<int, char>S2;   //m是char类型, obj是int类型
}

int main() {
     
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
T1的类型为:int
T2的类型为:char
请按任意键继续. . .

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
using namespace std;
#include

//类模板成员函数类外实现
template<class T1, class T2>
class Person {
     
public:
	Person(T1 name, T2 age);  //类内写声明   类外实现
	void showPerson();


	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};
//构造函数的类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
     
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

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("张三", 18);
	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

#pragma once
#include
using namespace std;

template<class T1, class T2>
class Person {
     
public:
	Person(T1 name, T2 age);  //类内写声明   类外实现
	void showPerson();

	T1 m_Name;
	T2 m_Age;
};

//构造函数的类外实现
template<class T1, class T2>
Person<T1, T2>::Person(T1 name, T2 age) {
     
	this->m_Name = name;
	this->m_Age = age;
}

template<class T1, class T2>
void Person<T1, T2>::showPerson() {
     
	cout << "姓名:" << this->m_Name << "  年龄:" << this->m_Age << endl;
}

main.cpp

#include
using namespace std;
#include
//#include"person.cpp"   //第一种解决方式:.h改为.cpp

//第二种解决方式,将.h和.cpp中的内容写到一起,后缀名去.hpp
#include"person.hpp"


//类模板文件编写问题以及解决
void test01() {
     
	Person<string, int> p("张三", 18);
	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
using namespace std;

//通过全局函数  打印person信息

template<class T1, class T2>
class Person;

//类外实现
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 {
     
	//全局函数  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  类外实现
	//加空模板参数列表
	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("张三", 18);
	printPerson(p);
}

void test02() {
     
	Person<string, int>p("李四", 20);
	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

(黑马)C++提高编程笔记(未完)_第1张图片
MyArray.hpp

#pragma once
//自己的通用的数组类
#include
using namespace std;

template<class T>
class MyArray {
     
public:
	//有参构造  参数   容量
	MyArray(int capacity) {
     
		cout << "MyArray的有参构造调用" << endl;
		this->m_Capacity = capacity;
		this->m_Size = 0;
		this->pAddress = new T[this->m_Capacity];
	}

	//拷贝构造
	MyArray(const MyArray& arr) {
     
		cout << "MyArray的拷贝构造调用" << endl;
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		//this->pAddress = arr.pAddress;
		
		//深拷贝
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];

		//将arr中的数据都拷贝过来   如果有数据的话
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
     
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
	}

	//operator= 防止浅拷贝问题
	MyArray& operator=(const MyArray& arr) {
     
		cout << "MyArray的operator=调用" << endl;
		//先判断原来堆区是否有数据  如果有先释放
		if (this->pAddress != NULL) {
     
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
			this->m_Capacity = 0;
			this->m_Size = 0;
		}

		//深拷贝
		this->m_Capacity = arr.m_Capacity;
		this->m_Size = arr.m_Size;
		this->pAddress = new T[arr.m_Capacity];
		for (int i = 0; i < this->m_Size; i++) {
     
			this->pAddress[i] = arr.pAddress[i];
		}
		return *this;
	}

	//尾插法
	void Push_Back(const T& val) {
     
		//判断容量是否等于大小
		if (this->m_Capacity == this->m_Size) {
     
			return;
		}
		this->pAddress[this->m_Size] = val;   //在数组末尾插入数据
		this->m_Size++;  //更新数组大小
	}

	//尾删法
	void Pop_Back() {
     
		//让用户访问不到最后一个元素,即为尾删,逻辑删除
		if (this->m_Size == 0) {
     
			return;
		}
		this->m_Size--;
	}

	//通过下标方式访问数组中的元素
	T& operator[](int index) {
     
		return this->pAddress[index];
	}

	//返回数组容量
	int  getCapacity() {
     
		return this->m_Capacity;
	}
	//返回数组大小
	int getSize() {
     
		return this->m_Size;
	}

	//析构函数
	~MyArray() {
     
		if (this->pAddress != NULL) {
     
			cout << "MyArray的析构函数调用" << endl;
			delete[] this->pAddress;
			this->pAddress = NULL;
		}
	}

private:
	T* pAddress;      //指针指向堆区开辟的真实数组

	int m_Capacity;   //数组容量

	int m_Size;      //数组大小
};

main.cpp

#include
using namespace std;
#include"MyArray.hpp"

void printIntArray(MyArray<int>& arr) {
     
	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
     
		cout << arr[i] << endl;
	}
}

//1、全局函数在类内实现
void test01() {
     
	MyArray<int>arr1(5);
	//MyArrayarr2(arr1);
	//MyArrayarr3(100);
	//arr3 = arr1;

	for (int i = 0; i < 5; i++) {
     
		//利用尾插法向数组中插入数据
		arr1.Push_Back(i);
	}
	cout << "arr1的打印输出为:" << endl;
	printIntArray(arr1);

	cout << "arr1的容量为:" << arr1.getCapacity() << endl;
	cout << "arr1的大小为:" << arr1.getSize() << "\n" << endl;


	MyArray<int>arr2(arr1);
	cout << "arr2的打印输出为:" << endl;
	printIntArray(arr2);
	cout << "\n";


	//尾删
	arr2.Pop_Back();
	cout << "arr2尾删后:" << endl;
	cout << "arr2的容量为:" << arr2.getCapacity() << endl;
	cout << "arr2的大小为:" << arr2.getSize() << 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;
	}

	string m_Name;
	int m_Age;
};

void printPersonArray(MyArray<Person>& arr) {
     
	for (int i = 0; i < arr.getSize(); i++) {
     
		cout << "姓名:" << arr[i].m_Name << "  年龄:" << arr[i].m_Age << endl;
	}
}

void test02() {
     
	MyArray<Person> arr(10);
	
	Person p1("张三", 18);
	Person p2("李四", 20);
	Person p3("王五", 22);
	Person p4("赵六", 24);
	Person p5("田其", 26);

	//将数据插入到数组中
	arr.Push_Back(p1);
	arr.Push_Back(p2);
	arr.Push_Back(p3);
	arr.Push_Back(p4);
	arr.Push_Back(p5);

	//打印数组
	printPersonArray(arr);

	//输出容量
	cout << "arr的容量为:" << arr.getCapacity() << endl;

	//输出大小
	cout << "arr大小为:" << arr.getSize() << 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

  1. 容器:各种数据结构,如vector、list、deque、set、map等,用来存放数据。
  2. 算法:各种常用的算法,如sort、find、copy、for_each等
  3. 迭代器:扮演了容器与算法之间的胶合剂。
  4. 仿函数:行为类似函数,可作为算法的某种策略。
  5. 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。
  6. 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:
(黑马)C++提高编程笔记(未完)_第2张图片
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::iterator

(黑马)C++提高编程笔记(未完)_第3张图片

#include
using namespace std;
#include
#include  //标准算法头文件

void myPrint(int val) {
     
	cout << val << endl;
}

//vector容器存放内置数据类型
void test01() {
     
	//创建了一个vector容器,数组
	vector<int> v;

	//向容器中插入数据
	v.push_back(10);
	v.push_back(20);
	v.push_back(30);
	v.push_back(40);

	//通过迭代器访问容器中的数据
	vector<int>::iterator itBegin = v.begin();   //起始迭代器 指向容器中第一个元素
	vector<int>::iterator itEnd = 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 (itBegin != itEnd) {
     
		cout << *itBegin << endl;
		itBegin++;
	}
	cout << "\n";

	//第二种遍历方式
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
     
		cout << *it << endl;
	}
	cout << "\n";

	//第三种遍历方式  利用STL提供遍历算法
	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
using namespace std;
#include

//vector容器中存放自定义数据类型
class Person {
     
public:
	Person(string name, int age) {
     
		this->m_Name = name;
		this->m_Age = age;
	}
	string m_Name;
	int m_Age;
};

void test01() {
     
	vector<Person> v;

	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(p1);
	v.push_back(p2);
	v.push_back(p3);
	v.push_back(p4);
	v.push_back(p5);

	//遍历容器中的数据
	for (vector<Person>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
     
		cout << "姓名:" << (*it).m_Name << "  年龄:" << (*it).m_Age << endl;
		//cout << "姓名:" << it->m_Name << "  年龄:" << it->m_Age << endl;   //一样可以
	}
}

//存放自定义数据类型  指针
void test02() {
     
	vector<Person*> v;

	Person p1("aaa", 10);
	Person p2("bbb", 20);
	Person p3("ccc", 30);
	Person p4("ddd", 40);
	Person p5("eee", 50);

	//向容器中添加数据
	v.push_back(&p1);
	v.push_back(&p2);
	v.push_back(&p3);
	v.push_back(&p4);
	v.push_back(&p5);

	//遍历容器
	for (vector<Person*>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
     
		cout << "姓名:" << (*it)->m_Name << "  年龄:" << (*it)->m_Age << endl;
	}
}

int main() {
     
	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
using namespace std;

#include 

//容器嵌套容器
void test01() {
     
	vector< vector<int> >  v;

	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);
	}

	//将容器元素插入到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++) {
     

		for (vector<int>::iterator vit = (*it).begin(); vit != (*it).end(); vit++) {
     
			cout << *vit << " ";
		}
		cout << endl;
	}

}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
1 2 3 4
2 3 4 5
3 4 5 6
4 5 6 7
请按任意键继续. . .




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
using namespace std;
#include

//string的构造函数

void test01() {
     
	string s1;   //默认构造

	//第二种
	const char* str = "hello world";
	string s2(str);
	cout << "s2 = " << s2 << endl;

	//第三种
	string s3(s2);
	cout << "s3 = " << s3 << endl;

	//第四种
	string s4(10, 'c');
	cout << "s4 = " << s4 << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
s2 = hello world
s3 = hello world
s4 = cccccccccc
请按任意键继续. . .

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
#include
using namespace std;
#include

//string的赋值操作

void test01() {
     
	string str1;
	str1 = "hello world";

	//第二种
	string str2;
	str2 = str1;

	//第三种,字符赋值给字符串
	string str3;
	str3 = 'a';
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	//第四种
	string str4;
	str4.assign("hello C++");
	cout << "str4 = " << str4 << endl;

	//第五种
	string str5;
	str5.assign("hello C++", 3);   //赋值前三个字符
	cout << "str5 = " << str5 << endl;

	//第六种
	string str6;
	str6.assign(str5);
	cout << "str6 = " << str6 << endl;

	//第七种
	string str7;
	str7.assign(5, 'a');
	cout << "str7 = " << str7 << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
str3 = a
str4 = hello C++
str5 = hel
str6 = hel
str7 = aaaaa
请按任意键继续. . .

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
#include
using namespace std;
#include

//string字符串拼接

void test01() {
     
	string str1 = "我";
	str1 += "爱玩游戏";

	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	//第二种, 追加一个字符
	str1 += ':';
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	//第三种   拼接一个字符串
	string str2 = "LOL";
	str1 += str2;
	cout << "str1 = " << str1 << endl;

	//第四种
	string str3 = "I";
	str3.append(" love ");
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	//第五种
	str3.append("game abcde", 5);  //前四个字符
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	//第六种
	str3.append(str2);
	cout << "str3 = " << str3 << endl;

	//第七种
	str3.append(str2, 1,2);  //追加str2的两个字符,从索引1开始的两个字符
	cout << "str3 = " << str3 << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
str1 = 我爱玩游戏
str1 = 我爱玩游戏:
str1 = 我爱玩游戏:LOL
str3 = I love
str3 = I love game
str3 = I love game LOL
str3 = I love game LOLOL
请按任意键继续. . .

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str
  • string& replace(int pos, int n,const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s
#include
using namespace std;
#include

//string的查找和替换
//1、查找
void test01() {
     
	string str1 = "abcdefgde";
	int index1 = str1.find("de");
	cout << "index1 = " << index1 << endl;

	int index2 = str1.find("ad");    //-1
	if (index2 == -1) {
     
		cout << "未找到字符串!" << endl;
	}

	//rfind
	int pos = str1.rfind("de");   //从左往右找
	cout << "pos = " << pos << endl;
}

//2、替换
void test02() {
     
	string str1 = "abcdefg";
	str1.replace(1, 3, "1111");   //从索引1开始替换3个字符
	cout << "str1 = " << str1 << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	cout << "\n";
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
index1 = 3
未找到字符串!
pos = 7

str1 = a1111efg
请按任意键继续. . .

总结:

  • find查找是从左往后,rfind从右往左
  • find找到字符串后返回查找的第一个字符位置,找不到返回-1
  • replace在替换时,要指定从哪个位置起,多少个字符,替换成什么样的字符串

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
#include
using namespace std;
#include

//string的比较

void test01() {
     
	string str1 = "hello";
	string str2 = "hello";
	if (str1.compare(str2) == 0) {
     
		cout << "str1 == str2" << endl;
	}

	string str3 = "hella";
	int i = str1.compare(str3);  //str1 大于 str3
	cout << "i = " << i << endl;
}


int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
str1 == str2
i = 1
请按任意键继续. . .

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
#include
using namespace std;
#include

//string字符存取

void test01() {
     
	string str = "hello";
	cout << "str = " << str << endl;

	//1、通过[]访问单个字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
     
		cout << str[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	//2、通过at方式访问单个字符
	for (int i = 0; i < str.size(); i++) {
     
		cout << str.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;

	//修改单个字符
	str[0] = 'x';
	cout << "str = " << str << endl;

	str.at(1) = 'x';
	cout << "str = " << str << endl;
}


int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
str = hello
h e l l o
h e l l o
str = xello
str = xxllo
请按任意键继续. . .

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c
  • string& erase(int pos, int n = npos); //删除从Pos开始的n个字符
#include
using namespace std;
#include

//string 插入和删除
void test01() {
     
	string str = "hello";

	//插入
	str.insert(1, "222");
	cout << "str = " << str << endl;

	//删除
	str.erase(1, 3);  //从索引1开始删除3个
	cout << "str = " << str << endl;
}


int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}
str = h222ello
str = hello
请按任意键继续. . .

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

#include
using namespace std;
#include

//string子串

void test01() {
     
	string str = "abcdef";

	string subStr = str.substr(1, 3);  //从索引1开始截3个
	cout << "sunStr = " << subStr << endl;
}

//实用操作
void test02() {
     
	string email = "zhangsan@sina.com";
	int pos = email.find("@");
	
	string usrName = email.substr(0, pos);
	cout << "usrName = " << usrName << endl;
}

int main() {
     
	test01();
	test02();
	system("pause");
	return 0;
}
sunStr = bcd
usrName = zhangsan
请按任意键继续. . .

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
(黑马)C++提高编程笔记(未完)_第4张图片
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 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
using namespace std;
#include

void printVector(vector<int>&v){
     
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
     
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//vector容器构造
void test01() {
     
	vector<int>v1;   //默认构造  无参构造
	
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	//通过区间方式进行构造
	vector<int>v2(v1.begin(), v1.end());
	printVector(v2);

	//n个elem方式构造
	vector<int>v3(10, 100);   //10个100
	printVector(v3);

	//拷贝构造
	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
using namespace std;
#include

void printVector(vector<int>& v) {
     
	for (vector<int>::iterator it = v.begin(); it != v.end(); it++) {
     
		cout << *it << " ";
	}
	cout << endl;
}

//vector赋值
void test01() {
     
	vector<int>v1;
	for (int i = 0; i < 10; i++) {
     
		v1.push_back(i);
	}
	printVector(v1);

	//赋值 =
	vector<int>v2;
	v2 = v1;
	printVector(v2);

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

	//n个elem方式赋值
	vector<int>v4;
	v4.assign(10, 100);    //10个100
	printVector(v4);
}

int main() {
     
	test01();
	system("pause");
	return 0;
}

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