C++容器、类型转换、异常与文件流操作

[TOC]

容器
容器，就是用来存放东西的盒子。

常用的数据结构包括：数组array, 链表list， 树tree， 栈stack， 队列queue， 散列表hash table, 集合set、映射表map 等等。容器便是容纳这些数据结构的。这些数据结构分为序列式与关联式两种，容器也分为序列式容器和关联式容器。

STL 标准模板库，核心包括容器、算法、迭代器。

序列式容器/顺序容器

元素排列次序与元素无关，由元素添加到容器的顺序决定

容器 说明
vector 支持快速随机访问
list 支持快速插入、删除
deque 双端队列 允许两端都可以进行入队和出队操作的队列
stack 后进先出LIFO(Last In First Out)堆栈
queue 先进先出FIFO(First Input First Output)队列
priority_queue 有优先级管理的queue
向量(vector)

连续存储的元素

列表 (list)

由节点组成的双向链表，每个结点包含着一个元素

双端队列(deque)

连续存储的指向不同元素的指针所组成的数组

以上三种容器操作基本一样
C++容器、类型转换、异常与文件流操作

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容器
容器，就是用来存放东西的盒子。

常用的数据结构包括：数组array, 链表list， 树tree， 栈stack， 队列queue， 散列表hash table, 集合set、映射表map 等等。容器便是容纳这些数据结构的。这些数据结构分为序列式与关联式两种，容器也分为序列式容器和关联式容器。

STL 标准模板库，核心包括容器、算法、迭代器。

序列式容器/顺序容器

元素排列次序与元素无关，由元素添加到容器的顺序决定

容器 说明
vector 支持快速随机访问
list 支持快速插入、删除
deque 双端队列 允许两端都可以进行入队和出队操作的队列
stack 后进先出LIFO(Last In First Out)堆栈
queue 先进先出FIFO(First Input First Output)队列
priority_queue 有优先级管理的queue
向量(vector)

连续存储的元素

列表 (list)

由节点组成的双向链表，每个结点包含着一个元素

双端队列(deque)

连续存储的指向不同元素的指针所组成的数组

以上三种容器操作基本一样
C++容器、类型转换、异常与文件流操作

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容器
容器，就是用来存放东西的盒子。

常用的数据结构包括：数组array, 链表list， 树tree， 栈stack， 队列queue， 散列表hash table, 集合set、映射表map 等等。容器便是容纳这些数据结构的。这些数据结构分为序列式与关联式两种，容器也分为序列式容器和关联式容器。

STL 标准模板库，核心包括容器、算法、迭代器。

序列式容器/顺序容器

元素排列次序与元素无关，由元素添加到容器的顺序决定

容器 说明
vector 支持快速随机访问
list 支持快速插入、删除
deque 双端队列 允许两端都可以进行入队和出队操作的队列
stack 后进先出LIFO(Last In First Out)堆栈
queue 先进先出FIFO(First Input First Output)队列
priority_queue 有优先级管理的queue
向量(vector)

连续存储的元素

列表 (list)

由节点组成的双向链表，每个结点包含着一个元素

双端队列(deque)

连续存储的指向不同元素的指针所组成的数组

以上三种容器操作基本一样
基本操作:

    #include <vector>
    using namespace std;

    vector<int> vec_1;
    //1个元素
    vector<int> vec_2(1);
    //6个值为 1 的元素
    vector<int> vec_3(6,1);
    //使用容器初始化
    vector<int> vec_4(vec_3);

    //通过下标操作元素
    int i = vec_3[1];
    int j = vec_3.at(1);
    //首尾元素
    vec_3.front()
    vec_3.back()

    //插入元素 
    //vector不支持 push_front list,deque可以
    vec_1.push_back(1);
    //删除元素 vector不支持 pop_front
    vec_1.pop_back();

    //释放
    //可以单个清除，也可以清除一段区间里的元素
    vec_3.erase(vec_3.begin(),vec_3.end())
    //清理容器 即erase所有
    vec_3.clear(); 

    //容量大小
    vec_3.capacity();
    //在容器中，其内存占用的空间是只增不减的，
    //clear释放元素，却不能减小vector占用的内存
    //所以可以对vector 收缩到合适的大小 
    vector< int >().swap(vec_3);  

    //在vec是全局变量时候
    //建立临时vector temp对象，swap调用之后对象vec占用的空间就等于默认构造的对象的大小
    //temp就具有vec的大小，而temp随即就会被析构，从而其占用的空间也被释放。

迭代器

    //获得指向首元素的迭代器  模板类，不是指针，当做指针来使用
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    //遍历元素
    for (; it < vec.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }
    //begin和end   分别获得 指向容器第一个元素和最后一个元素下一个位置的迭代器
    //rbegin和rend 分别获得 指向容器最后一个元素和第一个元素前一个位置的迭代器

    //注意循环中操作元素对迭代器的影响
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    for (; it < vec.end(); )
    {
        //删除值为2的元素 
        if (*it == 2) {
            vec.erase(it);
        }
        else {
            it++;
        }
    }

栈(stack)

后进先出的值的排列

    stack<int> s;
    //入栈
    s.push(1);
    s.push(2);
    //弹栈
    s.pop();
    //栈顶
    cout << s.top() << endl;

队列(queue)

先进先出的值的排列

    queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    //移除最后一个
    q.pop();
    //获得第一个
    q.front();
    //最后一个元素
    cout << q.back() << endl;

优先队列(priority_queue )

元素的次序是由所存储的数据的某个值排列的一种队列

    //最大的在队首
    priority_queue<int>;
    //在vector之上实现的
    priority_queue<int, vector<int>, less<int> >; 
    //vector 承载底层数据结构堆的容器
    //less 表示数字大的优先级高，而 greater 表示数字小的优先级高
    //less       让优先队列总是把最大的元素放在队首
    //greater    让优先队列总是把最小的元素放在队首

    //less和greater都是一个模板结构体 也可以自定义

    class Student {
    public:
        int grade;
        Student(int grade):grade(grade) {
        }
    };
    struct cmp {
        bool operator ()(Student* s1, Student* s2) {
            // > 从小到大
            // < 从大到小 
            return s1->grade > s2->grade;
        }
        bool operator ()(Student s1, Student s2) {
            return s1.grade > s2.grade;
        }
    };
    priority_queue<Student*, vector<Student*>, cmp > q1;
    q1.push(new Student(2));
    q1.push(new Student(1));
    q1.push(new Student(3));
    cout << q1.top()->grade << endl;

迭代器

    //获得指向首元素的迭代器  模板类，不是指针，当做指针来使用
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    //遍历元素
    for (; it < vec.end(); it++)
    {
        cout << *it << endl;
    }
    //begin和end   分别获得 指向容器第一个元素和最后一个元素下一个位置的迭代器
    //rbegin和rend 分别获得 指向容器最后一个元素和第一个元素前一个位置的迭代器

    //注意循环中操作元素对迭代器的影响
    vector<int>::iterator it = vec.begin();
    for (; it < vec.end(); )
    {
        //删除值为2的元素 
        if (*it == 2) {
            vec.erase(it);
        }
        else {
            it++;
        }
    }

栈(stack)

后进先出的值的排列

    stack<int> s;
    //入栈
    s.push(1);
    s.push(2);
    //弹栈
    s.pop();
    //栈顶
    cout << s.top() << endl;
    队列(queue)

    先进先出的值的排列

    queue<int> q;
    q.push(1);
    q.push(2);
    //移除最后一个
    q.pop();
    //获得第一个
    q.front();
    //最后一个元素
    cout << q.back() << endl;
    优先队列(priority_queue )

    元素的次序是由所存储的数据的某个值排列的一种队列

    //最大的在队首
    priority_queue<int>;
    //在vector之上实现的
    priority_queue<int, vector<int>, less<int> >; 
    //vector 承载底层数据结构堆的容器
    //less 表示数字大的优先级高，而 greater 表示数字小的优先级高
    //less       让优先队列总是把最大的元素放在队首
    //greater    让优先队列总是把最小的元素放在队首

    //less和greater都是一个模板结构体 也可以自定义

    class Student {
    public:
        int grade;
        Student(int grade):grade(grade) {
        }
    };
    struct cmp {
        bool operator ()(Student* s1, Student* s2) {
            // > 从小到大
            // < 从大到小 
            return s1->grade > s2->grade;
        }
        bool operator ()(Student s1, Student s2) {
            return s1.grade > s2.grade;
        }
    };
    priority_queue<Student*, vector<Student*>, cmp > q1;
    q1.push(new Student(2));
    q1.push(new Student(1));
    q1.push(new Student(3));
    cout << q1.top()->grade << endl;

关联式容器

关联容器和大部分顺序容器操作一致

关联容器中的元素是按关键字来保存和访问的 支持高效的关键字查找与访问

集合(set)

由节点组成的红黑树，每个节点都包含着一个元素,元素不可重复

    set<string> a;  
    set<string> a1={"fengxin","666"};
    a.insert("fengxin");  // 插入一个元素
    a.erase("123"); //删除
    键值对(map)

    由{键，值}对组成的集合

    map<int, string> m;
    map<int, string> m1 = { { 1,"Lance" },{ 2,"David" } };
    //插入元素
    m1.insert({ 3,"Jett" });
    //pair=键值对
    pair<int, string> p(4, "dongnao");
    m1.insert(p);
    //insetrt 返回 map<int, string>::iterator : bool 键值对
    //如果 插入已经存在的 key，则会插入失败   
    //multimap：允许重复key
    //使用m1[3] = "xx" 能够覆盖


    //通过【key】操作元素
    m1[5] = "yihan";
    cout << m1[5].c_str() << endl; 
    //通过key查找元素
    map<int, string>::iterator it = m1.find(3);
    cout << (*it).second.c_str()<< endl;
    // 删除 
    m1.erase(5);
    //遍历
    for (it = m1.begin(); it != m1.end(); it++)
    {
        pair<int, string> item = *it;
        cout << item.first << ":" << item.second.c_str() << endl;
    }

//其他map================================

unordered_map c++11取代hash_map（哈希表实现，无序）

哈希表实现查找速度会比RB树实现快,但rb整体更节省内存

需要无序容器，高频快速查找删除，数据量较大用unordered_map；

需要有序容器，查找删除频率稳定，在意内存时用map。

类型转换

除了能使用c语言的强制类型转换外,还有：转换操作符 （新式转换）

const_cast

修改类型的const或volatile属性

const char *a;
char *b = const_cast<char*>(a);

char *a;
const char *b = const_cast<const char*>(a);

static_cast

基础类型之间互转。如：float转成int、int转成unsigned int等
指针与void之间互转。如：float转成void、Bean转成void、函数指针转成void*等
子类指针/引用与 父类指针/引用 转换。
class Parent {
public:
void test() {
cout << "p" << endl;
}
};
class Child :public Parent{
public:
void test() {
cout << "c" << endl;
}
};
Parent *p = new Parent;
Child c = static_cast<Child>(p);
//输出c
c->test();

//Parent test加上 virtual 输出 p

dynamic_cast

主要 将基类指针、引用 安全地转为派生类.

在运行期对可疑的转型操作进行安全检查，仅对多态有效

//基类至少有一个虚函数
//对指针转换失败的得到NULL，对引用失败 抛出bad_cast异常
Parent *p = new Parent;
Child c = dynamic_cast<Child>(p);
if (!c) {
cout << "转换失败" << endl;
}

Parent  *p = new Child;
Child  *c = dynamic_cast<Child*>(p);
if (c) {
    cout << "转换成功" << endl;
}

reinterpret_cast

对指针、引用进行原始转换

float i = 10;
    
//&i float指针，指向一个地址，转换为int类型，j就是这个地址
int j = reinterpret_cast<int>(&i);
cout  << hex << &i << endl;
cout  << hex  << j << endl;

cout<<hex<<i<<endl; //输出十六进制数
cout<<oct<<i<<endl; //输出八进制数
cout<<dec<<i<<endl; //输出十进制数

char*与int转换

//char* 转int float
int i = atoi("1");
float f = atof("1.1f");
cout << i << endl;
cout << f << endl;

//int 转 char*
char c[10];
//10进制
itoa(100, c,10);
cout << c << endl;

//int 转 char*
char c1[10];
sprintf(c1, "%d", 100);
cout << c1 << endl;

异常

void test1()
{
    throw "测试!";
}

void test2()
{
    throw exception("测试");
}

try {
    test1();
}
catch (const char *m) {
    cout << m << endl;
}
try {
    test2();
}
catch (exception  &e) {
    cout << e.what() << endl;
}

//自定义
class MyException : public exception
{
public:
   virtual char const* what() const
    {
        return "myexception";
    }
};

//随便抛出一个对象都可以

文件与流操作

C 语言的文件读写操作

头文件:stdio.h

函数原型：FILE * fopen(const char * path, const char * mode);

path: 操作的文件路径

mode:模式

模式 描述
r 打开一个已有的文本文件，允许读取文件。
w 打开一个文本文件，允许写入文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。在这里，您的程序会从文件的开头写入内容。如果文件存在，则该会被截断为零长度，重新写入。
a 打开一个文本文件，以追加模式写入文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。在这里，您的程序会在已有的文件内容中追加内容。
r+ 打开一个文本文件，允许读写文件。
w+ 打开一个文本文件，允许读写文件。如果文件已存在，则文件会被截断为零长度，如果文件不存在，则会创建一个新文件。
a+ 打开一个文本文件，允许读写文件。如果文件不存在，则会创建一个新文件。读取会从文件的开头开始，写入则只能是追加模式。

//===============================================================  =========
FILE *f = fopen("xxxx\\t.txt","w");
//写入单个字符
fputc('a', f);
fclose(f);


FILE *f = fopen("xxxx\\t.txt","w");
char *txt = "123456";
//写入以 null 结尾的字符数组
fputs(txt, f);
//格式化并输出
fprintf(f,"%s",txt);
fclose(f);

  //======================================================
fgetc(f); //读取一个字符

char buff[255];
FILE *f = fopen("xxxx\\t.txt", "r");
//读取 遇到第一个空格字符停止
fscanf(f, "%s", buff);
printf("1: %s\n", buff);

//最大读取 255-1 个字符
fgets(buff, 255, f);
printf("2: %s\n", buff);
fclose(f);
//二进制 I/O 函数
size_t fread(void *ptr, size_t size_of_elements, 
             size_t number_of_elements, FILE *a_file);       
size_t fwrite(const void *ptr, size_t size_of_elements, 
             size_t number_of_elements, FILE *a_file);
//1、写入/读取数据缓存区
//2、每个数据项的大小
//3、多少个数据项
//4、流
//如：图片、视频等以二进制操作:
//写入buffer 有 1024个字节
fwrite(buffer,1024,1,f);

Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath()

C++ 文件读写操作

<iostream> 和 <fstream>

数据类型 描述
ofstream 输出文件流，创建文件并向文件写入信息。
ifstream 输入文件流，从文件读取信息。
fstream 文件流，且同时具有 ofstream 和 ifstream 两种功能。
char data[100];
// 以写模式打开文件
ofstream outfile;
outfile.open("XXX\f.txt");
cout << "输入你的名字: ";
//cin 接收终端的输入
cin >> data;
// 向文件写入用户输入的数据
outfile << data << endl;
// 关闭打开的文件
outfile.close();

// 以读模式打开文件
ifstream infile;
infile.open("XXX\\f.txt");

cout << "读取文件" << endl;
infile >> data;
cout << data << endl;

// 关闭
infile.close();