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9.1 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,需要在中间插入数据,list最好;
(b)deque,需要在头部和尾部插入或删除元素,选deque;
(c)vector,没有特别的需求选vector。
9.2 定义一个list对象,其元素类型是int的deque。
list<deque<int>> ld;
9.3 构成迭代器范围的迭代器有何限制?
两个迭代器begin和end满足如下条件:
它们指向同一个容器中的元素,或者是容器中的最后一个元素之后的位置,且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。
9.4 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。
#include <iostream> #include<vector> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::vector; bool find_i(vector<int>::iterator beg, vector<int>::iterator end, int i) { for(beg; beg != end; ++beg) if(*beg == i) return true; return false; } int main() { vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5}; cout << find_i(vec.begin(), vec.end(), 3) << endl; return 0; }
9.5 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。
#include <iostream> #include <vector> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::vector; vector<int>::iterator find_i(vector<int>::iterator beg, vector<int>::iterator end, int i) { for (beg; beg != end; ++beg) if (*beg == i) return beg; return beg; } int main() { vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5}; vector<int>::iterator it = find_i(vec.begin(), vec.end(), -1); if (it == vec.end()) cout << "未找到给定值" << endl; else cout << *it << endl; return 0; }
9.6 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) /* ... */
//while(iter1 != iter2)
9.7 为了索引 int 的 vector 中的元素,应该使用什么类型?
vector<int>::size_type
9.8 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 //read
list<string>::iterator //write
9.9 begin 和 cbegin 两个函数有什么不同?
begin返回容器的iterator类型,当我们需要写访问时使用;
cbegin返回容器的const_iterator类型,当我们不需要写访问时使用。
9.10 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();
it1:vector<int>::iterator,it2:vector<int>::const_iterator;
it3:vector<int>::const_iterator,it4:vector<int>::const_iterator。
9.11 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; // 默认初始化,没有元素
vector<int> vec1(vec);
vector<int> vec2 = vec; // 对vec的拷贝,没有元素
vector<int> vec3{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};
vector<int> vec4 = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9};//列表初始化,vec4中的元素就是列表中的元素,int类型
vector<int> vec5(vec3.begin(), vec3.end());//迭代器范围内的元素拷贝
vector<int> vec6(10);//10个0
vector<int> vec6(10, -1);//10个-1
9.12 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。
两个容器的类型及其元素必须匹配;
传递迭代器参数来拷贝一个范围时,就不要求容器类型相同了,只要能将要拷贝的元素转换。
9.13 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; int main() { list<int> li{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6}; vector<double> vec(li.begin(), li.end()); for (auto d : vec) cout << d << " "; cout << endl; vector<int> vec1{1, 2, 3, 4}; vector<double> vec2(vec1.begin(), vec1.end()); for (auto d : vec2) cout << d << " "; cout << endl; return 0; }
9.14 编写程序,将一个list中的char * 指针元素赋值给一个vector中的string。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; int main() { list<const char *> lc = {"a", "an", "czy"}; vector<string> vs; vs.assign(lc.cbegin(), lc.cend()); for(const auto s : vs) cout << s << " "; cout << endl; return 0; }
9.15 编写程序,判定两个vector是否相等。
9.16 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; int main() { vector<int> v1{0,1,2,3}; vector<int> v2{0,1,2,3,4}; cout << (v1 == v2) << endl; list<int> li{0,1,2,3}; cout << (v1 == (vector<int> {li.begin(), li.end()})) << endl; return 0; }
9.17 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不能是无序容器,且容器类型要相同,最后,元素类型要支持运算符。
9.18 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> #include<deque> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; using std::deque; int main() { deque<string> ds; string word; while (cin >> word) ds.push_back(word); for(auto iter = ds.begin(); iter != ds.end(); ++iter) cout << *iter << " "; cout << endl; return 0; }
9.19 重写上一题的程序,用list替代deque。列出程序要做出哪些改变。
只需要将list换成deque即可。
9.20 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> #include <deque> using std::cin; using std::cout; using std::deque; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; int main() { list<int> li{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; deque<int> di1, di2; for (const auto i : li) (i % 2 == 0) ? di1.push_back(i) : di2.push_back(i); cout << "di1 = "; for (const auto i : di1) cout << i << " "; cout << endl; cout << "di2 = "; for (const auto i : di2) cout << i << " "; cout << endl; return 0; }
9.21 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。
还是一样的操作,实现的是在vector的一个特定位置反复插入元素。
9.22 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?
while (iter != mid)
{
cout << &iv[0] << " " << &iv[5] << endl;
if (*iter == some_val)
iv.insert(iter, 2 * some_val);
iter++;
}
9.23 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?
同一个元素的拷贝。
9.24 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; int main() { vector<int> vi; cout << *vi.begin() << endl;//段错误 (核心已转储) cout << vi.front() << endl;//段错误 (核心已转储) cout << vi.at(0) << endl;//terminate called after throwing an instance of 'std::out_of_range' cout << vi[0] << endl;//段错误 (核心已转储) return 0; }
9.25 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与elem2相等,则一个元素都不会删除;
如果elem2是尾后迭代器,则会从elem1元素删除到最后一个元素;
如果elem1与elem2都是尾后迭代器,则一个元素都不会删除。
9.26 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 };
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; int main() { int ia[] = {0,1,1,2,3,5,8,13,21,55,89}; vector<int> vec; list<int> list; for(auto i : ia) { vec.push_back(i); list.push_back(i); } for(auto iter = vec.begin(); iter != vec.end(); ++iter) if(*iter % 2) iter = vec.erase(iter); for(auto i : vec) cout << i << " "; cout << endl; for(auto iter = list.begin(); iter != list.end(); ++iter) if(*iter % 2 == 0) iter = list.erase(iter); for(auto i : list) cout << i << " "; cout << endl; return 0; }
9.27 编写程序,查找并删除forward_list中的奇数元素。
#include <iostream> #include <forward_list> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::forward_list; int main() { forward_list<int> flst = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}; auto prev = flst.before_begin(); auto curr = flst.begin(); while (curr != flst.end()) if(*curr % 2) curr = flst.erase_after(prev); else { prev = curr; ++curr; } for(auto i : flst) cout << i << " "; cout << endl; return 0; }
9.28 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> #include <forward_list> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::forward_list; using std::list; using std::string; using std::vector; void find_s(forward_list<string> &flst, const string s1, const string s2) { auto prev = flst.before_begin(); auto iter = flst.begin(); while (iter != flst.end()) if(*iter == s1) break; else { prev = iter++; } iter == flst.end() ? flst.insert_after(prev, s2) : flst.insert_after(iter, s2); } int main() { forward_list<string> flst{"chen", "zi", "yun"}; find_s(flst, "chen", "wang"); for(auto s : flst) cout << s << " "; cout << endl; return 0; }
9.29 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?
会添加75个新元素,并对新元素进行初始化;
后面90个元素会被丢弃。
9.30 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)?
如果元素类型的类类型,则元素类型必须提供一个默认构造函数。
9.31 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> #include <forward_list> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; using std::forward_list; int main() { list<int> li = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; auto iter = li.begin(); while (iter != li.end()) { if (*iter % 2) { iter = li.insert(iter, *iter); ++iter; ++iter; } else iter = li.erase(iter); } forward_list<int> vi = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}; auto iter1 = vi.begin(); auto pre = vi.before_begin(); while (iter1 != vi.end()) { if (*iter % 2) { iter1 = vi.insert_after(iter1, *iter); pre = iter1; ++iter1; } else iter1 = vi.erase_after(pre); } return 0; }
9.32 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,insert中的参数运行顺序是未定义的,我们不知道iter运行的是iter+1的状态还是未+1的状态。
9.33 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。
插入操作:如果存储空间被重新分配,则迭代器全部失效;如果没有重新分配,插入位置之后的迭代器全部失效。
9.34 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;
会无限循环,当碰到第一个奇数时,iter从inert()中得到插入元素的迭代器,++iter后,迭代器指向的还是之前碰到的那个奇数,下次循环中还是检查这个奇数,程序陷入无限循环。
9.35 解释一个vector的capacity和size有何区别。
容器的size是指它已经保存的元素的数目;而capacity则是在不分配新的内存空间的前提下最多可以保存多少元素。
9.36 一个容器的capacity可能小于它的size吗?
不可能
9.37 为什么list或array没有capacity成员函数?
list所占的空间不是连续的;array是固定size的。
9.38 编写程序,探究在你的标准实现中,vector是如何增长的。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; int main() { vector<int> vec; cout << "vec: size: " << vec.size() << " capacity: " << vec.capacity() << endl; vec.push_back(2); vec.push_back(2); vec.push_back(2); vec.push_back(2); vec.push_back(2); cout << "vec: size: " << vec.size() << " capacity: " << vec.capacity() << endl; while (vec.size() != vec.capacity()) { vec.push_back(1); cout << "vec: size: " << vec.size() << " capacity: " << vec.capacity() << endl; } return 0; }
9.39 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);
9.40 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?
读入了256词、512词时,size增加到384、768,capacity不变;
读入1000词或1048词后,size增加到1500、1572,capacity至少增大到可以容纳当前size。
9.41 编写程序,从一个vector初始化一个string。
9.42 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?
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; int main() { vector<char> vc{'c', 'h', 'e', 'n'}; string s(vc.begin(), vc.end()); vc.reserve(100); for (auto c : s) cout << c << " "; cout << endl; return 0; }
9.43 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"。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; void rep_s(string &s, const string &oldVal, const string &newVal) { // 1 查找oldVal // auto pos = s.find(oldVal); for (auto iter = s.begin(); iter != s.end(); ++iter) { if (s.size() < oldVal.size()) return; if (oldVal == string(iter, iter + oldVal.size())) { // 2 删除oldVal iter = s.erase(iter, iter + oldVal.size()); // 3 替换 iter = s.insert(iter, newVal.begin(), newVal.end()); } } // 2 删除oldVal // s.erase(pos, oldVal.size()); // 3 替换 // s.insert(pos, newVal); } int main() { string s = "tho thru"; rep_s(s, "tho", "though"); cout << s << endl; rep_s(s, "thru", "through"); cout << s << endl; return 0; }
9.44 重写上一题的函数,这次使用一个下标和replace。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; void rep_s(string &s, const string &oldVal, const string &newVal) { // 1 查找oldVal for (decltype(s.size()) i = 0; i != s.size(); ++i) { if (s.size() < oldVal.size()) return; if (oldVal == string(s, i, oldVal.size())) { // 2 删除oldVal // 3 替换 s.replace(i, i + oldVal.size(), newVal); } } } int main() { string s = "tho thru"; rep_s(s, "tho", "though"); cout << s << endl; rep_s(s, "thru", "through"); cout << s << endl; return 0; }
9.45 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; string add_s(const string &name, const string &pre, const string &rear) { string s = name; s.insert(s.begin(), pre.begin(), pre.end()); s.append(rear); return s; } int main() { string name = "wang"; cout << add_s(name, "Mr.", "Jr.") << endl; return 0; }
9.46 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include<string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::vector; using std::string; string add_s(const string &name, const string &pre, const string &rear) { string s = name; s.insert(0, pre); s.insert(s.size(), rear); return s; } int main() { string name = "wang"; cout << add_s(name, "Mr.", "Jr.") << endl; return 0; }
9.47 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <list> #include <string> using std::cin; using std::cout; using std::endl; using std::list; using std::string; using std::vector; int main() { string s("ab2c3d7R4E5"); string numbers("0123456789"); for (string::size_type pos = 0; (pos = s.find_first_of(numbers, pos)) != string::npos; ++pos) cout << s[pos] << " "; cout << endl; for (string::size_type pos = 0; (pos = s.find_first_not_of(numbers, pos)) != string::npos; ++pos) cout << s[pos] << " "; cout << endl; return 0; }
9.48 假定name和numbers的定义如325页所示,numbers.find(name)返回什么?
string::npos
9.49 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
#include <iostream> #include <string> #include <fstream> using namespace std; int main() { ifstream ifs("file1"); // 1、读入一个单词文件 if (!ifs) return -1; // 2、不包含上出头部分和下出头部分 string curr_word, long_word; while (ifs >> curr_word) // 3、找出最长的那个单词 if (string::size_type pos = curr_word.find_first_not_of("abceimnorsuvwxz") == string::npos) long_word = (long_word.size() < curr_word.size() ? curr_word : long_word); cout << long_word << endl; return 0; }
9.50 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。
#include <iostream> #include <vector> #include <string> using namespace std; int main() { vector<string> vec{"+123", "22", "63"}; int sum = 0; for(auto iter = vec.begin(); iter != vec.end(); ++iter) sum += stoi(*iter); cout << sum << endl; vector<string> vec1{"+12.3", "2.2", "6.3"}; float sum1 = 0.0; for(auto iter = vec1.begin(); iter != vec1.end(); ++iter) sum1 += stof(*iter); cout << sum1 << endl; return 0; }
9.51 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。
#include <iostream> #include <string> using namespace std; class date { private: unsigned int year; unsigned int month; unsigned int day; public: date(const string &s); }; date::date(const string &s) { // Junuary 1,1900 string::size_type index1, index2; if (s.find(",") != string::npos) { index1 = s.find(" "); index2 = s.find(",", index1 + 1); cout << "year = " << s.substr(index2 + 1) << ", month = " << s.substr(0, index1) << ", day = " << s.substr(index1 + 1, index2 - index1) << endl; if (s.find("Jan") < s.size()) month = 1; if (s.find("Feb") < s.size()) month = 2; if (s.find("Mar") < s.size()) month = 3; if (s.find("Apr") < s.size()) month = 4; if (s.find("May") < s.size()) month = 5; if (s.find("Jun") < s.size()) month = 6; if (s.find("Jul") < s.size()) month = 7; if (s.find("Aug") < s.size()) month = 8; if (s.find("Sep") < s.size()) month = 9; if (s.find("Oct") < s.size()) month = 10; if (s.find("Nov") < s.size()) month = 11; if (s.find("Dec") < s.size()) month = 12; year = stoi(s.substr(index2 + 1)); day = stoi(s.substr(index1 + 1, index2 - index1)); cout << year << month << day << endl; } // Jan 1 1900 else if ((index1 = s.find(" ")) != string::npos) { index2 = s.find(" ", index1 + 1); if (s.find("Jan") < s.size()) month = 1; if (s.find("Feb") < s.size()) month = 2; if (s.find("Mar") < s.size()) month = 3; if (s.find("Apr") < s.size()) month = 4; if (s.find("May") < s.size()) month = 5; if (s.find("Jun") < s.size()) month = 6; if (s.find("Jul") < s.size()) month = 7; if (s.find("Aug") < s.size()) month = 8; if (s.find("Sep") < s.size()) month = 9; if (s.find("Oct") < s.size()) month = 10; if (s.find("Nov") < s.size()) month = 11; if (s.find("Dec") < s.size()) month = 12; year = stoi(s.substr(index2+1)); day = stoi(s.substr(index1+1, index2-index1-1)); cout << year << month << day << endl; } // 1/1/1900 if ((index1 = s.find("/")) != string::npos) { index2 = s.find("/", index1 + 1); day = stoi(s.substr(0, index1)); month = stoi(s.substr(index1 + 1, index2 - index1 - 1)); year = stoi(s.substr(index2 + 1)); cout << year << month << day << endl; } } int main() { // date d("January 11,1900"); // date d("1/1/1900"); date d("Jan 1 1900"); return 0; }
9.52 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。
#include <iostream> #include <string> #include <stack> using namespace std; int main() { string expression("This is (stk)"); stack<char> stk; bool bSeen = false; for (auto c : expression) { if (c == '(') { bSeen = true; continue; } else if (c == ')') bSeen = false; if (bSeen) stk.push(c); } string repstr; while (!stk.empty()) { repstr += stk.top(); stk.pop(); } expression.replace(expression.find("(") + 1, repstr.size(), repstr); cout << expression << endl; return 0; }
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