Как видите, каждый элемент в списке x1 теперь возведен в квадрат.
Исследование алгоритмов
Описанные выше алгоритмы представляют собой только малую часть всего содержимого библиотеки STL. И конечно же, вам стоит самим исследовать другие алгоритмы. Заслуживают внимания многие, например set_union() и set_difference(). Они предназначены для обработки содержимого такого контейнера, как множество. Интересны также алгоритмы next_permutation() и prev_permutation(). Они создают следующую и предыдущую перестановки элементов заданной последовательности. Время, затраченное на изучение алгоритмов библиотеки STL, — это время, потраченное не зря!
Класс string
Класс string обеспечивает альтернативу для строк с завершающим нулем.
Как вы знаете, C++ не поддерживает встроенный строковый тип. Однако он предоставляет два способа обработки строк. Во-первых, для представления строк можно использовать традиционный символьный массив с завершающим нулем. Строки, создаваемые таким способом (он вам уже знаком), иногда называют С-строками. Во-вторых, можно использовать объекты класса string, и именно этот способ рассматривается в данном разделе.
В действительности класс string представляет собой специализацию более общего шаблонного класса basic_string. Существует две специализации типа basic_string: тип string, который поддерживает 8-битовые символьные строки, и тип wstring, который поддерживает строки, образованные двухбайтовыми символами. Чаще всего в обычном программировании используются строковые объекты типа string. Для использования строковых классов C++ необходимо включить в программу заголовок <string>.
Прежде чем рассматривать класс string, важно понять, почему он является частью С++-библиотеки. Стандартные классы не сразу были добавлены в определение языка C++. На самом деле каждому нововведению предшествовали серьезные дискуссии и жаркие споры. При том, что C++ уже содержит поддержку строк в виде массивов с завершающим нулем, включение класса string в C++, на первый взгляд, может показаться исключением из этого правила. Но это далеко не так. И вот почему: строки с завершающим нулем нельзя обрабатывать стандартными С++-операторами, и их нельзя использовать в обычных С++-выражениях. Рассмотрим, например, следующий фрагмент кода.
char s1 [80], s2[80], s3[80];
s1 = "один"; // так делать нельзя
s2 = "два"; // так делать нельзя
s3 = s1 + s2; // ошибка
Как отмечено в комментариях, в C++ невозможно использовать оператор присваивания для придания символьному массиву нового значения (за исключением инструкции инициализации), а также нельзя применять оператор "+" для конкатенации двух строк. Эти операции можно выполнить с помощью библиотечных функций.
strcpy(s1, "one");
strcpy(s2, "two");
strcpy(s3, s1);
strcat(s3, s2);
Поскольку символьный массив с завершающим нулем формально не является самостоятельным типом данных, к нему нельзя применить С++-операторы. Это лишает "изящества" даже самые элементарные операции со строками. И именно неспособность обрабатывать строки с завершающим нулем с помощью стандартных С++-операторов привела к разработке стандартного строкового класса. Вспомните: создавая класс в C++, мы определяем новый тип данных, который можно полностью интегрировать в С++-среду. Это, конечно же, означает, что для нового класса можно перегружать операторы. Следовательно, вводя в язык стандартный строковый класс, мы создаем возможность для обработки строк так же, как и данных любого другого типа, а именно посредством операторов.
Однако существует еще одна причина, оправдывающая создание стандартного класса string: безопасность. Руками неопытного или неосторожного программиста очень легко обеспечить выход за границы массива, который содержит строку с завершающим нулем. Рассмотрим, например, стандартную функцию копирования strcpy(). Эта функция не предусматривает механизм проверки факта нарушения границ массива-приемника. Если исходный массив содержит больше символов, чем может принять массив-приемник, то в результате этой ошибки очень вероятен полный отказ системы. Как будет показано ниже, стандартный класс string не допускает возникновения подобных ошибок.
Итак, существует три причины для включения в C++ стандартного класса string: непротиворечивость данных (строка теперь определяется самостоятельным типом данных), удобство (программист может использовать стандартные С++-операторы) и безопасность (границы массивов отныне не будут нарушаться). Следует иметь в виду, что все выше перечисленное не означает, что вы должны отказываться от использования обычных строк с завершающим нулем. Они по-прежнему остаются самым эффективным средством реализации строк. Но если скорость не является для вас определяющим фактором, использование нового класса string даст вам доступ к безопасному и полностью интегрированному способу обработки строк.
И хотя класс string традиционно не воспринимается как часть библиотеки STL, он, тем не менее, представляет собой еще один контейнерный класс, определенный в C++. Это означает, что он поддерживает алгоритмы, описанные в предыдущем разделе. При этом строки имеют дополнительные возможности. Для получения доступа к классу string необходимо включить в программу заголовок <string>.
Класс string очень большой, он содержит множество конструкторов и функций-членов. Кроме того, многие функции-члены имеют несколько перегруженных форм. Поскольку в одной главе невозможно рассмотреть все содержимое класса string, мы обратим ваше внимание только на самые популярные его средства. Получив общее представление о работе класса string, вы сможете легко разобраться в остальных его возможностях самостоятельно.
Прототипы трех самых распространенных конструкторов класса string имеют следующий вид.
string();
string(const char *str);
string (const string &str);
Первая форма конструктора создает пустой объект класса string. Вторая форма создает string-объект из строки с завершающим нулем, адресуемой параметром str. Эта форма конструктора обеспечивает преобразование из строки с завершающим нулем в объект типа string. Третья создает string-объект из другого string-объекта.
Для объектов класса string определены следующие операторы.
Эти операторы позволяют использовать объекты типа string в обычных выражениях и избавляют программиста от необходимости вызывать такие функции, как strcpy() или strcat(). В общем случае в выражениях можно смешивать string-объекты и строки с завершающим нулем. Например, string-объект можно присвоить строке с завершающим нулем.
Оператор "+" можно использовать для конкатенации одного string-объекта с другим или string-объекта со строкой, созданной в С-стиле (С-строкой). Другими словами, поддерживаются следующие операции.
string-объект + string-объект
string-объект + С-строка
С-строка + string-объект
Оператор "+" позволяет также добавлять символ в конец строки.
В классе string определена константа npos, которая равна -1. Она представляет размер строки максимально возможной длины.
Строковый класс C++ существенно облегчает обработку строк. Например, используя string-объекты, можно применять оператор присваивания для назначения string-объекту строки в кавычках, оператор "+" — для конкатенации строк и операторы сравнения — для сравнения строк. Выполнение этих операций демонстрируется в следующей программе.
// Программа демонстрации обработки строк.
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
Int main()
{
string str1("Класс string позволяет эффективно ");
string str2("обрабатывать строки.");
string str3;
// Присваивание string-объекта.
str3 = str1;
cout << str1 << "" << str3 << "";
// Конкатенация двух string-объектов.
str3 = str1 + str2;
cout << str3 << "";
// Сравнение string-объектов.
if(str3 > str1) cout << "str3 > str1";
if(str3 == str1 + str2)
cout << "str3 == str1+str2";
/* Объекту класса string можно также присвоить обычную строку. */
str1 = "Это строка с завершающим нулем.";
cout << str1;
/* Создание string-объекта с помощью другого string-объекта. */
string str4 (str1);
cout << str4;
// Ввод строки.
cout << "Введите строку: ";
cin >> str4;
cout << str4;
return 0;
}