C++基础容器

1.序列容器——数组

概念：

代表内存里一组连续的同类型存储区
可以用来把多个存储区合并成一个整体

比如：

int arr[10] = {
    
    1,2,3,4,5,6,7,8};

数组声明:

int arr[10];
类型名称int表示数组里所有元素的类型
名称arr是数组的名称
整数10表示数组里包含的元素个数
数组里元素个数不可以改变

2.off-by-one error数组下标

-off-by-one error(差一错误)

假定x的边界条件x>=16并且x<=37,那么此范围内x的可能取值个数有多少？
我们进行思考时有两个思考问题的原则：

首先考虑最简单情况的特例，然后将结果外推；
仔细计算边界；

x的上界与下界重合时，即x>=16 && x <=16,显示个数为1；假定下界位low,上界位high；当low与high重合时，low=high时，个数为1；据此外推，high-low+1个元素；所以这里37-16+1=22

这里最容易出错就是high-low+1；

使用数学上的左闭右开区间[,)来表示范围
问题表示位：x >= 16 并且 x <= 37 -> （x >= 16 && x < 38），这样38-16=22
C语言中设计数组下标的原则：从0开始,使用非对称区间；
1.让这个区间是一个非对称的区间[,);
2.让下界(左侧)可以取到值，让上界(右侧)取不到值；

在这里插入图片描述
这样设计的好处：

取值范围的大小：上界-下界；
如果这个取值范围为空，上界值=下界值；
即使取值范围为空，上界值永远不可能小于下界值；

3.数组增删改查及二维数组

一维数组

增加:O(n)
减少:O(n)
修改:O(1)
访问:O(1)
对数组a，
数组下标index方式访问：a[2] = 5;
指针方法访问：

int * p = a;
*(p+2) = 5;

二维数组

二维数组：包含行列两个维度的数组

二维数组的访问：

int a[2][4] = {
    
    {
    
    1,2,3,4}，{
    
    5,6,7,8}};
for(int row = 0;row < 2;++row)
{
    
    
	for(int col = 0;col < 4;++col)
	{
    
    
		cout<<a[row][col]<<" ";
	}
	cout<<endl;
}

能否一列一列访问，当然可以!
但是tips:循环时尽可能要满足"空间局部性"：

在一个小的时间窗口内，访问的变量地址越接近越好，这样执行速度快；
也就是说：一般来说，需要将最长的循环放在最内层，最短的循环放在最外层，以减少CPU跨切循环层的次数；

4.动态数组vector

vector是面向对象方式的动态数组
vector尾部添加操作

#include<vector>
using namespace std;
vector<int> vec = {
    
    1,2,3,4};
vec.push_back(5);

vector的遍历操作(也可以使用迭代器)

for(int index = 0;index < vec.size();++index)
{
    
    
	cout<<vec[index[<<endl;
}

注意：可以使用vec的capacity和size方法来查看vector当前的容量和已经存储的元素个数；

vector的插入操作：

vec.insert(--vec.end(),4);//在尾部前一个元素插入4

vector的删除操作：
两种方法：
1. vec.pop_back();
2. vec.erase(vec.end()-1);//删除尾部操作，需要减1
两个vector合并：

	std::vector<string> vec1;
    std::vector<string> vec2;
    //将vec2插入到vec1尾部
    vec1.insert(vec1.end(),vec2.begin(),vec2.end());

vector与数组互转：
（有空添加上）

5.字符串简介

字符串变量与常量

字符串变量

字符串是以空字符('\0')结束的字符数组
空字符’\0’自动添加到字符串的内部表示中
在声明字符串变量时，应该为这个空结束符预留一个额外元素的空间
如：char strHelloWorld[11] = {"helloworld"};

字符串变量

字符串变量是一对双引号括起来的字符序列
字符串每个字符作为一个数组元素存储
例如字符串"helloworld"
0,’\0’与’0’
在计算机内部的机器码表示：

char c1 = 0;	//0x00
char c2 = '\0';	//0x00
char c3 = '0';	//0x30

字符串与字符数组互转：
（有空添加上）

6.Unicode编码

Unicode编码：最初的目的是把世界上的文字都映射到一套字符空间中
为了表示Unicode字符集，有3种(确切说是5种)Unicode的编码方式：

一、UTF-8：1byte来表示字符，可以兼容ASCII码；特点是存储效率高，变长(不方便内部随机访问)，无字节序问题(可作为外部编码)
二、UTF-16：分为UTF-16BE、UTF-16LE；特点是定长(方便内部随机访问)，有字节序问题(不可作为外部编码)
三、UTF-32：分为UTF-32BE、UTF-32LE；特点是定长(方便内部随机访问)，有字节序问题(不可作为外部编码)

编码错误的根本原因在于编码方式和解码方式的不统一；

7.字符串的指针标识

指针表示方法：

char* pStrHelloWrold = "helloworld";

char[]和char*的区别，把握两点：
- 地址和地址存储的信息；
- 可变与不可变；
  如：

char strHelloWorld1[11] = {
    
    "helloworld"};

strHelloWorld不可变，strHelloWorld[index]的值可变；char* pStrHelloWorld = “helloworld”;
pStrHelloWrold可变，但是pStrHelloWrold[index]的值可变不可变取决于所指区间的存储区域是否可变(比如常量区域不可以改变)

8.字符串基本操作

头文件：#include<string.h>

字符串基本操作：

字符串长度：strlen(s)
返回字符串s的长度(注意：s的长度不包括'\0')
字符串比较：strcmp(s1,s2)
如果s1和s2是相同的，则返回0；
如果s1<s2则返回小于0；
如果s1>s2则返回大于0；
两个字符串自左向右逐个字符相比(按ASCII值大小相比较)，直到出现不同的字符或遇到’\0’为止。
字符串拷贝：strcpy(s1,s2)
复制字符串s2到字符串s1
复制指定长度字符串：strncpy(s1,s2,n)
将字符串s2中前n个字符拷贝到s1中，可能会出现缓冲器溢出，安全版本strncpy
字符串拼接：strcat(s1,s2)
将字符串s2接到s1后面，可能会出现缓冲器溢出，安全版本strcat_s
查找字符串：strchr(s1,ch)
指向字符串s1中字符ch的第一次出现的位置
查找字符串：strstr(s1,s2)
指向字符串s1中字符串s2的第一次出现的位置

注：请使用strnlen_s，strcpy_s，strncpy_s，strcat_s等API函数，更安全!!!
注：按住F1，VS可以查找该方法的使用方法。

字符串操作中的问题

C中原始字符串的操作在安全性和效率存在一定的问题；
举例：
1.缓冲区溢出问题举例

char strHelloWorld1[11] = {
    
    "helloworld"};
char strHelloWorld2[11] = {
    
    'h','e','l','l','o','w','o','r','l','d','\0'};
strcat(strHelloWorld2,"Welcome to the C++'s world");

2.strlen的效率可以提升：空间换时间

Redis字符串的设计：https://redis.io/