实验3 数组、指针与现代C++标准库

实验任务2 string类的用法

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    using namespace std;

    string s1, s2;
    s1 = "nuist";                                 // 赋值
    s1[0] = 'N';                                  // 支持通过[]和索引方式访问
    s1.at(1) = 'U';                               // 支持通过xx.at()方法访问
    cout << boolalpha << (s1 == "nuist") << endl; // 字符串比较
    cout << s1.length() << endl;                  // 字符串长度
    cout << s1.size() << endl;                    // 字符串长度
    s2 = s1 + ", 2050";                           // 字符串连接
    cout << s2 << endl;

    string email{"xyz@gmail.com"};
    auto pos = email.find("@"); // 查找子串"@"第一次出现的索引位置，如果失败，返回string::npos
    if (pos == string::npos)
        cout << "illegal email address";
    else {
        auto s1 = email.substr(0, pos);  // 取子串, 从索引0 ~ pos-1
        auto s2 = email.substr(pos + 1); // 取子串，从pos+1到末尾
        cout << s1 << endl;
        cout << s2 << endl;
    }

    string phone{"15216982937"};
    cout << phone.replace(3, 5, string(5, '*')) << endl; // 把从索引位置为3开始的连续5个字符替换成*

    string s3{"cosmos"}, s4{"galaxy"};
    cout << "s3: " + s3 + " s4: " + s4 << endl;
    s3.swap(s4); // 交换
    cout << "s3: " + s3 + " s4: " + s4 << endl;

    string s5{"abc"};
    const char *pstr = s5.c_str(); // 方法c_str()把string类字符串组转换成C风格的字符串
    cout << pstr << endl;

    string s6{"12306"};
    int x1 = stoi(s6); // 把string转换成int
    cout << x1 << endl;

    int x2 = 12306;
    string s7 = to_string(x2);  // 把int转换成string
    cout << s7 << endl;

    double x3 = 123.06;
    string s8 = to_string(x3); // 把double转换成string
    cout << s8 << endl;
}

测试结果截图：

 

普通数组、array、vector的相关性，以及，区别

共同点

（1）都和数组相似，都可以使用标准数组的表示方法来访问每个元素（array和vector都对下标运算符[ ]进行了重载）
（2）三者的存储都是连续的，可以进行随机访问

不同点
（0）数组是不安全的，array和vector是比较安全的（有效的避免越界等问题）
（1）array对象和数组存储在相同的内存区域（栈）中，vector对象存储在自由存储区（堆）
（2）array可以将一个对象赋值给另一个array对象，但是数组不行
（3）vector属于变长的容器，即可以根据数据的插入和删除重新构造容器容量；但是array和数组属于定长容器
（4）vector和array提供了更好的数据访问机制，即可以使用front()和back()以及at()（at()可以避免a[-1]访问越界的问题）访问方式，使得访问更加安全。而数组只能通过下标访问，在写程序中很容易出现越界的错误
（5）vector和array提供了更好的遍历机制，即有正向迭代器和反向迭代器
（6）vector和array提供了size()和Empty()，而数组只能通过sizeof()/strlen()以及遍历计数来获取大小和是否为空
（7）vector和array提供了两个容器对象的内容交换，即swap()的机制，而数组对于交换只能通过遍历的方式逐个交换元素
（8）array提供了初始化所有成员的方法fill（）
（9）由于vector的动态内存变化的机制，在插入和删除时，需要考虑迭代的是否有效问题
（10）vector和array在声明变量后，在声明周期完成后，会自动地释放其所占用的内存。对于数组如果用new[ ]/malloc申请的空间，必须用对应的delete[ ]和free来释放内存

 

迭代器与指针相关性，以及，区别

关系：

（1）范围——指针属于迭代器的一种（指针可以用来遍历容器[数组]）
（2）功能——迭代器有着比指针更细的划分并对应能力不同的功能（重载不同的运算符）
（3）行为——迭代器比指针更统一和良好的用法（更轻易使用begin()和end()，不用担心越界）。

迭代器：

（1）迭代器不是指针，是类模板，表现的像指针。模拟了指针的一些功能，通过重载了指针的一些操作符，->,++ --等封装了指针，是一个“可遍历STL（ Standard Template Library）容器内全部或部分元素”的对象， 本质是封装了原生指针，是指针概念的一种提升（lift），提供了比指针更高级的行为，相当于一种智能指针，他可以根据不同类型的数据结构来实现不同的++，–等操作；
（2）迭代器返回的是对象引用，而不是对象的值，cout只能输出迭代器使用 * 取值后的值，不能直接输出自身；
（3）能一次访问容器中的各个元素，通过迭代器，容器和算法可以结合起来，对算法给与不用的迭代器，就可以对不同容器进行相同的操作。

指针：

指针能指向函数，迭代器不行，只能指向容器，指针只能指向某些特定容器。

 

C风格字符串与string区别

C风格字符串

（1）C风格字符串并不是一种类型，它指的是一种编程习惯，指C语言中以'\0'结尾的字符串。
（2）C语言中没有字符串类型，通常用字符串数组来存放一个字符串;可以直接将一个字符串直接量（字面量）直接赋值给数组（可以定义长度也可以不指定），编译器会在字符数组末尾自动的添加'\0'作为串的结束符。
（3）用字符串给字符数组赋值时由于要添加结束符'\0'，因此数组的长度要比字符串的长度大1.
（4）puts和printf在输出字符串时会逐个扫描字符，直到遇见'\0'才结束。
（5）C语言中字符串定义方式有两种：char *s或者char s[]，都属于C风格字符串，其区别是char *s定义的字符串直接量保存在内存的数据段中且不可更改，字符数组保存在栈内存中

string类

（1）C++语言中预定义了字符串类（string类），string类提供了对字符串进行处理所需的操作。

（2）string类具有接收const char*类型的构造函数，因此字符串常量和用字符数组·表示的字符串变量都可以隐含地转换为string对象，可以直接使用字符串常量对string对象初始化。

 

 

实验任务5

#pragma once
#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<string>
#include<vector>

using namespace std;

class Info {
public:
    Info(string nickname0, string contact0, string city0, int n0) :
        nickname{ nickname0 }, contact{ contact0 }, city{ city0 }, n{ n0 } {}  //构造函数

    void print() const;  //成员函数，打印信息

private:
    string nickname;
    string contact;
    string city;
    int n;
};

void Info::print() const
{
    cout << "昵称:\t\t" << nickname << endl
         << "联系方式:\t" << contact << endl
         << "所在城市:\t" << city << endl
         << "预订人数:\t" << n << endl;
}

#include"Info.hpp"
#include<iostream>
#include<iomanip>
#include<string>
#include<vector>

using namespace std;


int main()
{
    const int capacity = 100;
    int n, i = 0;
    static int count = 0;
    string nickname, contact, city;
    vector<Info>audience_info_list;
    
    cout << "录入信息：\n\n";
    cout << "昵称\t" << "联系方式（邮箱/手机号）\t\t" << "所在城市\t" << "预定参加人数" << endl;

    while (cin >> nickname >> contact >> city >> n)
    {

        if (capacity - (count + n) >= 0)
        {
            Info get(nickname, contact, city, n);
            audience_info_list.push_back(get);
            count += n;
        
        }
        else if (capacity - (count + n) < 0)
        {
            cout << "对不起，只剩" << capacity - count << "个位置。" << endl
                 << "1.输入u，更新（update）预定信息" << endl
                 << "2.输入q，退出预定" << endl
                 << "你的选择：";
            string uq;
            cin >> uq;

            if (uq == "q")
                break;
            else if (uq == "u")
            {
                cout << "录入信息：" << endl;
                continue;
            }
        }
    }

    cout << "截至目前，一共有" << count << "位听众预定参加。预定听众信息如下：" << endl;
    for (auto i=0;i< audience_info_list.size();i++)
    {
        audience_info_list.at(i).print();
        cout << endl;
    }
}

测试截图：

 

 

 

 

实验任务6

#pragma once
#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class TextCoder {
private:
    string text;
    void encoder();
    void decoder();

public:
    TextCoder(string text0) : text{ text0 } {}
    string get_ciphertext() ;
    string get_deciphertext() ;
};

void TextCoder::encoder() {
    for (int i=0;i<text.length();i++)
    {
        if (text.at(i) >= 'a' && text.at(i) <= 'u')
            text.at(i) += 5;
        else if (text.at(i) >= 'v' && text.at(i) <= 'z')
            text.at(i) -= 21;
        else if (text.at(i) >= 'A' && text.at(i) <= 'U')
            text.at(i) += 5;
        else if (text.at(i) >= 'V' && text.at(i) <= 'Z')
            text.at(i) -= 21;
        
    }
}

void TextCoder::decoder() {
    for (int i=0;i<text.length();i++)
    {
        if (text.at(i) >= 'f' && text.at(i) <= 'z')
            text.at(i) -= 5;
        else if (text.at(i) >= 'a' && text.at(i) <= 'e')
            text.at(i) += 21;
        else if (text.at(i) >= 'F' && text.at(i) <= 'Z')
            text.at(i) -= 5;
        else if (text.at(i) >= 'A' && text.at(i) <= 'E')
            text.at(i) += 21;

    }
}

string TextCoder::get_ciphertext() {
    encoder();
    return text;
}

string TextCoder::get_deciphertext() {
    decoder();
    return text;
}

#include "textcoder.hpp"
#include <iostream>
#include <string>

void test() {
    using namespace std;

    string text, encoded_text, decoded_text;

    cout << "输入英文文本: ";
    while (getline(cin, text)) {
        encoded_text = TextCoder(text).get_ciphertext();  // 这里使用的是临时无名对象
        cout << "加密后英文文本:\t" << encoded_text << endl;

        decoded_text = TextCoder(encoded_text).get_deciphertext(); // 这里使用的是临时无名对象
        cout << "解密后英文文本:\t" << decoded_text << endl;
        cout << "\n输入英文文本: ";
    }
}

int main() {
    test();
}

测试截图：