对于下面的程序任务,vector、deque和list哪种容器最为适合?解释你的选择的理由。如果没有哪一种容器优于其他容器,也请解释理由。
-
(a) 读取固定数量的单词,将它们按字典序插入到容器中。我们将在下一章中看到,关联容器更适合这个问题。
-
(b) 读取未知数量的单词,总是将单词插入到末尾。删除操作在头部进行。
-
(c) 从一个文件读取未知数量的整数。将这些数排序,然后将它们打印到标准输出。
-
(a)
list
,因为需要频繁的插入操作。 -
(b)
deque
,总是在头尾进行插入、删除操作。 -
(c)
vector
,不需要进行插入删除操作。
定义一个list对象,其元素类型是int的deque。
std::list<std::deque<int>> l;
构成迭代器范围的迭代器有何限制?
两个迭代器 begin
和 end
需满足以下条件:
- 它们指向同一个容器中的元素,或者是容器最后一个元素之后的位置。
- 我们可以通过反复递增 begin 来到达 end。换句话说,end 不在 begin 之前。
编写函数,接受一对指向vector的迭代器和一个int值。在两个迭代器指定的范围中查找给定的值,返回一个布尔值来指出是否找到。
bool find(vector<int>::const_iterator begin, vector<int>::const_iterator end, int i)
{
while (begin++ != end)
{
if (*begin == i)
return true;
}
return false;
}
重写上一题的函数,返回一个迭代器指向找到的元素。注意,程序必须处理未找到给定值的情况。
vector<int>::const_iterator find(vector<int>::const_iterator begin, vector<int>::const_iterator end, int i)
{
while (begin != end)
{
if (*begin == i)
return begin;
++begin;
}
return end;
}
下面的程序有何错误?你应该如何修改它?
list<int> lst1;
list<int>::iterator iter1 = lst1.begin(),
iter2 = lst1.end();
while (iter1 < iter2) /* ... */
修改成如下:
while (iter1 != iter2)
为了索引int 的 vector中的元素,应该使用什么类型?
vector<int>::size_type
为了读取string 的list 中的元素,应该使用什么类型?如果写入list,又应该使用什么类型?
list<string>::const_iterator // 读
list<string>::iterator // 写
begin 和 cbegin 两个函数有什么不同?
begin
返回的是普通迭代器,cbegin
返回的是常量迭代器。
下面4个对象分别是什么类型?
vector<int> v1;
const vector<int> v2;
auto it1 = v1.begin(), it2 = v2.begin();
auto it3 = v1.cbegin(), it4 = v2.cbegin();
这里的代码在 VS2013 下是有错误的。
- 错误 1 error C3538: 在声明符列表中,“auto”必须始终推导为同一类型 因此代码要改为
auto it1 = v1.begin();
auto it2 = v2.begin(), it3 = v1.cbegin(), it4 = v2.cbegin();
it1
是 vector<int>::iterator
it2
,it3
和 it4
是 vector<int>::const_iterator
对6种创建和初始化 vector 对象的方法,每一种都给出一个实例。解释每个vector包含什么值。
vector<int> vec; // 0
vector<int> vec(10); // 0
vector<int> vec(10, 1); // 1
vector<int> vec{ 1, 2, 3, 4, 5 }; // 1, 2, 3, 4, 5
vector<int> vec(other_vec); // 拷贝 other_vec 的元素
vector<int> vec(other_vec.begin(), other_vec.end()); // 拷贝 other_vec 的元素
对于接受一个容器创建其拷贝的构造函数,和接受两个迭代器创建拷贝的构造函数,解释它们的不同。
- 接受一个容器创建其拷贝的构造函数,必须容器类型和元素类型都相同。
- 接受两个迭代器创建拷贝的构造函数,只需要元素的类型能够相互转换,容器类型和元素类型可以不同。
如何从一个list初始化一个vector?从一个vector又该如何创建?编写代码验证你的答案。
list<int> ilst(5, 4);
vector<int> ivc(5, 5);
vector<double> dvc(ilst.begin(), ilst.end());
vector<double> dvc2(ivc.begin(), ivc.end());
编写程序,将一个list中的char * 指针元素赋值给一个vector中的string。
std::list<const char*> l{ "hello", "world" };
std::vector<std::string> v;
v.assign(l.cbegin(), l.cend());
编写程序,判定两个vector是否相等。
std::vector<int> vec1{ 1, 2, 3, 4, 5 };
std::vector<int> vec2{ 1, 2, 3, 4, 5 };
std::vector<int> vec3{ 1, 2, 3, 4 };
std::cout << (vec1 == vec2 ? "true" : "false") << std::endl;
std::cout << (vec1 == vec3 ? "true" : "false") << std::endl;
重写上一题的程序,比较一个list中的元素和一个vector中的元素。
std::list<int> li{ 1, 2, 3, 4, 5 };
std::vector<int> vec2{ 1, 2, 3, 4, 5 };
std::vector<int> vec3{ 1, 2, 3, 4 };
std::cout << (std::vector<int>(li.begin(), li.end()) == vec2 ? "true" : "false") << std::endl;
std::cout << (std::vector<int>(li.begin(), li.end()) == vec3 ? "true" : "false") << std::endl;
假定c1 和 c2 是两个容器,下面的比较操作有何限制?
if (c1 < c2)
- c1 和 c2 必须是相同类型的容器并且保存相同类型的元素
- 元素类型要支持关系运算符
编写程序,从标准输入读取string序列,存入一个deque中。编写一个循环,用迭代器打印deque中的元素。
重写上一题的程序,用list替代deque。列出程序要做出哪些改变。
只需要在声明上做出改变即可,其他都不变。
deque<string> input;
//改为
list<string> input;
编写程序,从一个list拷贝元素到两个deque中。值为偶数的所有元素都拷贝到一个deque中,而奇数值元素都拷贝到另一个deque中。
如果我们将第308页中使用 insert 返回值将元素添加到list中的循环程序改写为将元素插入到vector中,分析循环将如何工作。
一样的。如书上所说:
第一次调用
insert
会将我们刚刚读入的string
插入到iter
所指向的元素之前的位置。insert
返回的迭代器恰好指向这个新元素。我们将此迭代器赋予iter
并重复循环,读取下一个单词。只要继续有单词读入,每步 while 循环就会将一个新元素插入到iter
之前,并将iter
改变为新加入元素的尾置。此元素为(新的)首元素。因此,每步循环将一个元素插入到list
首元素之前的位置。
假定iv是一个int的vector,下面的程序存在什么错误?你将如何修改?
vector<int>::iterator iter = iv.begin(),
mid = iv.begin() + iv.size() / 2;
while (iter != mid)
if (*iter == some_val)
iv.insert(iter, 2 * some_val);
- 循环不会结束
- 迭代器可能会失效
要改为下面这样:
while (iter != mid)
{
if (*iter == some_val)
{
iter = v.insert(iter, 2 * some_val);
++iter;
}
++iter;
}
在本节第一个程序中,若 c.size() 为1,则val、val2、val3和val4的值会是什么?
都会是同一个值(容器中仅有的那个)。
编写程序,分别使用 at、下标运算符、front 和 begin 提取一个vector中的第一个元素。在一个空vector上测试你的程序。
对于第312页中删除一个范围内的元素的程序,如果 elem1 与 elem2 相等会发生什么?如果 elem2 是尾后迭代器,或者 elem1 和 elem2 皆为尾后迭代器,又会发生什么?
- 如果 elem1 和 elem2 相等,那么不会发生任何操作。
- 如果elem2 是尾后迭代器,那么删除从 elem1 到最后的元素。
- 如果两者皆为尾后迭代器,也什么都不会发生。
使用下面代码定义的ia,将ia 拷贝到一个vector和一个list中。是用单迭代器版本的erase从list中删除奇数元素,从vector中删除偶数元素。
int ia[] = { 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 55, 89 };
vector<int> vec(ia, end(ia));
list<int> lst(vec.begin(), vec.end());
for (auto it = lst.begin(); it != lst.end(); )
if (*it & 0x1)
it = lst.erase(it);
else
++it;
for (auto it = vec.begin(); it != vec.end(); )
if (!(*it & 0x1))
it = vec.erase(it);
else
++it;
编写程序,查找并删除forward_list中的奇数元素。
编写函数,接受一个forward_list和两个string共三个参数。函数应在链表中查找第一个string,并将第二个string插入到紧接着第一个string之后的位置。若第一个string未在链表中,则将第二个string插入到链表末尾。
void find_and_insert(forward_list<string>& flst, const string& s1, const string& s2)
{
auto prev = flst.before_begin();
auto curr = flst.begin();
while (curr != flst.end())
{
if (*curr == s1)
{
flst.insert_after(curr, s2);
return;
}
prev = curr;
++curr;
}
flst.insert_after(prev, s2);
}
假定vec包含25个元素,那么vec.resize(100)会做什么?如果接下来调用vec.resize(10)会做什么?
- 将75个值为0的元素添加到vec的末尾
- 从vec的末尾删除90个元素
接受单个参数的resize版本对元素类型有什么限制(如果有的话)?
元素类型必须提供一个默认构造函数。
第316页中删除偶数值元素并复制奇数值元素的程序不能用于list或forward_list。为什么?修改程序,使之也能用于这些类型。
iter += 2;
因为复合赋值语句只能用于 string、vector、deque、array,所以要改为:
++iter;
++iter;
如果是forward_list的话,要增加一个首先迭代器 prev:
auto prev = flst.before_begin();
//...
curr == flst.insert_after(prev, *curr);
++curr; ++curr;
++prev; ++prev;
在第316页的程序中,向下面语句这样调用insert是否合法?如果不合法,为什么?
iter = vi.insert(iter, *iter++);
不合法。因为参数的求值顺序是未指定的。
在本节最后一个例子中,如果不将insert的结果赋予begin,将会发生什么?编写程序,去掉此赋值语句,验证你的答案。
begin 将会失效。
假定vi是一个保存int的容器,其中有偶数值也有奇数值,分析下面循环的行为,然后编写程序验证你的分析是否正确。
iter = vi.begin();
while (iter != vi.end())
if (*iter % 2)
iter = vi.insert(iter, *iter);
++iter;
循环永远不会结束。
解释一个vector的capacity和size有何区别。
- capacity 的值表明,在不重新分配内存空间的情况下,容器可以保存多少元素
- 而 size 的值是指容器已经保存的元素的数量
一个容器的capacity可能小于它的size吗?
不可能。
为什么list或array没有capacity成员函数?
因为 list 是链表,而 array 不允许改变容器大小。
编写程序,探究在你的标准实现中,vector是如何增长的。
capacity: 0 size: 0
capacity: 1 size: 1
capacity: 2 size: 2
capacity: 3 size: 3
capacity: 4 size: 4
capacity: 6 size: 5
capacity: 6 size: 6
capacity: 9 size: 7
capacity: 9 size: 8
capacity: 9 size: 9
capacity: 13 size: 10
capacity: 13 size: 11
capacity: 13 size: 12
capacity: 13 size: 13
capacity: 19 size: 14
capacity: 19 size: 15
capacity: 19 size: 16
capacity: 19 size: 17
capacity: 19 size: 18
capacity: 19 size: 19
capacity: 28 size: 20
capacity: 28 size: 21
capacity: 28 size: 22
capacity: 28 size: 23
capacity: 28 size: 24
capacity: 28 size: 25
capacity: 28 size: 26
capacity: 28 size: 27
capacity: 28 size: 28
capacity: 42 size: 29
capacity: 42 size: 30
capacity: 42 size: 31
capacity: 42 size: 32
capacity: 42 size: 33
capacity: 42 size: 34
capacity: 42 size: 35
capacity: 42 size: 36
capacity: 42 size: 37
capacity: 42 size: 38
capacity: 42 size: 39
capacity: 42 size: 40
capacity: 42 size: 41
capacity: 42 size: 42
capacity: 63 size: 43
capacity: 63 size: 44
capacity: 63 size: 45
capacity: 63 size: 46
capacity: 63 size: 47
capacity: 63 size: 48
capacity: 63 size: 49
capacity: 63 size: 50
capacity: 63 size: 51
capacity: 63 size: 52
capacity: 63 size: 53
capacity: 63 size: 54
capacity: 63 size: 55
capacity: 63 size: 56
capacity: 63 size: 57
capacity: 63 size: 58
capacity: 63 size: 59
capacity: 63 size: 60
capacity: 63 size: 61
capacity: 63 size: 62
capacity: 63 size: 63
capacity: 94 size: 64
capacity: 94 size: 65
capacity: 94 size: 66
capacity: 94 size: 67
capacity: 94 size: 68
capacity: 94 size: 69
capacity: 94 size: 70
capacity: 94 size: 71
capacity: 94 size: 72
capacity: 94 size: 73
capacity: 94 size: 74
capacity: 94 size: 75
capacity: 94 size: 76
capacity: 94 size: 77
capacity: 94 size: 78
capacity: 94 size: 79
capacity: 94 size: 80
capacity: 94 size: 81
capacity: 94 size: 82
capacity: 94 size: 83
capacity: 94 size: 84
capacity: 94 size: 85
capacity: 94 size: 86
capacity: 94 size: 87
capacity: 94 size: 88
capacity: 94 size: 89
capacity: 94 size: 90
capacity: 94 size: 91
capacity: 94 size: 92
capacity: 94 size: 93
capacity: 94 size: 94
capacity: 141 size: 95
capacity: 141 size: 96
capacity: 141 size: 97
capacity: 141 size: 98
capacity: 141 size: 99
请按任意键继续. . .
解释下面程序片段做了什么:
vector<string> svec;
svec.reserve(1024);
string word;
while (cin >> word)
svec.push_back(word);
svec.resize(svec.size() + svec.size() / 2);
定义一个 vector,为它分配1024个元素的空间。然后通过一个循环从标准输入中读取字符串并添加到vector当中。循环结束后,改变vector的容器大小(元素数量)为原来的1.5倍,使用元素的默认初始化值填充。如果容器的大小超过1024,vector也会重新分配空间以容纳新增的元素。
如果上一题的程序读入了256个词,在resize之后容器的capacity可能是多少?如果读入了512个、1000个、或1048个呢?
- 如果读入了256个词,capacity 仍然是 1024
- 如果读入了512个词,capacity 仍然是 1024
- 如果读入了1000或1048个词,capacity 取决于具体实现。
编写程序,从一个vector初始化一个string。
vector<char> v{ 'h', 'e', 'l', 'l', 'o' };
string str(v.cbegin(), v.cend());
假定你希望每次读取一个字符存入一个string中,而且知道最少需要读取100个字符,应该如何提高程序的性能?
使用 reserve(100)
函数预先分配100个元素的空间。
编写一个函数,接受三个string参数是s、oldVal 和newVal。使用迭代器及insert和erase函数将s中所有oldVal替换为newVal。测试你的程序,用它替换通用的简写形式,如,将"tho"替换为"though",将"thru"替换为"through"。
重写上一题的函数,这次使用一个下标和replace。
编写一个函数,接受一个表示名字的string参数和两个分别表示前缀(如"Mr."或"Mrs.")和后缀(如"Jr."或"III")的字符串。使用迭代器及insert和append函数将前缀和后缀添加到给定的名字中,将生成的新string返回。
重写上一题的函数,这次使用位置和长度来管理string,并只使用insert。
编写程序,首先查找string"ab2c3d7R4E6"中每个数字字符,然后查找其中每个字母字符。编写两个版本的程序,第一个要使用find_first_of,第二个要使用find_first_not_of。
假定name和numbers的定义如325页所示,numbers.find(name)返回什么?
返回 string::npos
如果一个字母延伸到中线之上,如d 或 f,则称其有上出头部分(ascender)。如果一个字母延伸到中线之下,如p或g,则称其有下出头部分(descender)。编写程序,读入一个单词文件,输出最长的既不包含上出头部分,也不包含下出头部分的单词。
编写程序处理一个vector,其元素都表示整型值。计算vector中所有元素之和。修改程序,使之计算表示浮点值的string之和。
设计一个类,它有三个unsigned成员,分别表示年、月和日。为其编写构造函数,接受一个表示日期的string参数。你的构造函数应该能处理不同的数据格式,如January 1,1900、1/1/1990、Jan 1 1900 等。
使用stack处理括号化的表达式。当你看到一个左括号,将其记录下来。当你在一个左括号之后看到一个右括号,从stack中pop对象,直至遇到左括号,将左括号也一起弹出栈。然后将一个值(括号内的运算结果)push到栈中,表示一个括号化的(子)表达式已经处理完毕,被其运算结果所替代。
这道题可以延伸为逆波兰求值,以及中缀转后缀表达式。