Язык программирования C++. Пятое издание - Стенли Липпман

Следующий пример использует оператор индексирования для вывода первого символа строки:

if (!s.empty())        // удостоверившись, что символ для вывода есть,

 cout << s[0] << endl; // вывести первый символ строки s

Прежде чем обратиться к символу, удостоверимся, что строка s не пуста. При каждом использовании индексирования следует проверять наличие значения в данной области. Если строка s пуста, то значение s[0] неопределенно.

Если строка не константа (см. раздел 2.4), возвращенному оператором индексирования символу можно присвоить новое значение. Например, первый символ можно перевести в верхний регистр следующим образом:

string s("some string");

if (!s.empty())        // удостовериться в наличии символа s[0]

 s[0] = toupper(s[0]); // присвоить новое значение первому символу

Вывод этой программы приведен ниже.

Some string

Использование индексирования для перебора

В следующем примере переведем в верхний регистр первое слово строки s:

// обрабатывать символы строки s, пока они не исчерпаются или

// не встретится пробел

for (decltype(s.size()) index = 0;

 index != s.size() && !isspace(s[index]); ++index)

 s[index] = toupper(s[index]); // преобразовать в верхний регистр

Вывод этой программы таков:

SOME string

Цикл for (см. раздел 1.4.2) использует переменную index для индексирования строки s. Для присвоения переменной index соответствующего типа используется спецификатор decltype. Переменную index инициализируем значением 0, чтобы первая итерация началась с первого символа строки s. На каждой итерации значение переменной index увеличивается, чтобы получить следующий символ строки s. В теле цикла текущий символ переводится в верхний регистр.

В условии цикла for используется новая часть — оператор логического AND (оператор &&). Этот оператор возвращает значение true, если оба операнда истинны, и значение false в противном случае. Важно то, что этот оператор гарантирует обработку своего правого операнда, только если левый операнд истинен. В данном случае это гарантирует, что индексирования строки s не будет, если переменная index находится вне диапазона. Таким образом, часть s[index] выполняется, только если переменная index не равна s.size(). Поскольку инкремент переменной index никогда не превзойдет значения s.size(), переменная index всегда будет меньше s.size().

Внимание! Индексирование не контролируется

При использовании индексирования следует самому позаботиться о том, чтобы индекс оставался в допустимом диапазоне. Индекс должен быть >= 0 и < size() строки. Для упрощения кода, использующего индексирование, в качестве индекса всегда следует использовать переменную типа string::size_type. Поскольку это беззнаковый тип, индекс не может быть меньше нуля. При использовании значения типа size_type в качестве индекса достаточно проверять только то, что значение индекса меньше значения, возвращаемого функцией size().

Библиотека не обязана проверять и не проверяет значение индекса. Результат использования индекса вне диапазона непредсказуем.

Использование индексирования для произвольного доступа

В предыдущем примере преобразования регистра символов последовательности индекс перемещался на одну позицию за раз. Но можно также вычислить индекс и непосредственно обратиться к выбранному символу. Нет никакой необходимости получать доступ к символам последовательно.

Предположим, например, что имеется число от 0 до 15, которое необходимо представить в шестнадцатеричном виде. Для этого можно использовать строку, инициализированную шестнадцатью шестнадцатеричными цифрами.

const string hexdigits = "0123456789ABCDEF"; // возможные

                                             // шестнадцатеричные цифры

cout << "Enter a series of numbers between 0 and 15"

     << " separated by spaces. Hit ENTER when finished: "

     << endl;

string result;       // будет содержать результирующую

                     // шестнадцатеричную строку

string::size_type n; // содержит введенное число

while (cin >> n)

 if (n < hexdigits.size()) // игнорировать недопустимый ввод

  result += hexdigits[n];  // выбрать указанную

                           // шестнадцатеричную цифру

cout << "Your hex number is: " << result << endl;

Если ввести следующие числа:

12 0 5 15 8 15

то результат будет таким:

Your hex number is: C05F8F

Программа начинается с инициализации строки hexdigits, содержащей шестнадцатеричные цифры от 0 до F. Сделаем эту строку константной (см. раздел 2.4), поскольку содержащиеся в ней значения не должны изменяться. Для индексирования строки hexdigits используем в цикле введенное значение n. Значением hexdigits[n] является символ, расположенный в позиции n строки hexdigits. Например, если n равно 15, то результат — F; если 12, то результат — С и т.д. Полученная цифра добавляется к переменной result, которая и выводится, когда весь ввод прочитан.

Всякий раз, когда используется индексирование, следует позаботиться о том, чтобы индекс оставался в диапазоне. В этой программе индекс, n, имеет тип string::size_type, который, как известно, является беззнаковым. В результате значение переменной n гарантированно будет больше или равно 0. Прежде чем использовать переменную n для индексирования строки hexdigits, удостоверимся, что ее значение меньше, чем hexdigits.size().

Упражнения раздела 3.2.3

Упражнение 3.6. Используйте серийный оператор for для замены всех символов строки на X.

Упражнение 3.7. Что будет, если определить управляющую переменную цикла в предыдущем упражнении как имеющую тип char? Предскажите результат, а затем измените программу так, чтобы использовался тип char, и убедитесь в своей правоте.

Упражнение 3.8. Перепишите программу первого упражнения, сначала используя оператор while, а затем традиционный цикл for. Какой из этих трех подходов вы предпочтете и почему?

Упражнение 3.9. Что делает следующая программа? Действительно ли она корректна? Если нет, то почему?

string s;

cout << s[0] << endl;

Упражнение 3.10. Напишите программу, которая читает строку символов, включающую знаки пунктуации, и выведите ее, но уже без знаков пунктуации.

Упражнение 3.11. Допустим ли следующий серийный оператор for? Если да, то каков тип переменной с?

const string s = "Keep out!";

for (auto &c : s) {/*...*/}

3.3. Библиотечный тип vector

Вектор (vector) — это коллекция объектов одинакового типа, каждому из которых присвоен целочисленный индекс, предоставляющий доступ к этому объекту. Вектор — это контейнер (container), поскольку он "содержит" другие объекты. Более подробная информация о контейнерах приведена в части II.

Чтобы использовать вектор, необходимо включить соответствующий заголовок. В примерах подразумевается также, что включено соответствующее объявление using.

#include <vector>

using std::vector;

Тип vector — это шаблон класса (class template). Язык С++ поддерживают шаблоны и классов, и функций. Написание шаблона требует довольно глубокого понимания языка С++. До главы 16 мы даже не будем рассматривать создание собственных шаблонов! К счастью, чтобы использовать шаблоны, вовсе не обязательно уметь их создавать.

Шаблоны сами по себе не являются ни функциями, ни классами. Их можно считать инструкцией для компилятора по созданию классов или функций. Процесс, используемый компилятором для создания классов или функций по шаблону, называется созданием экземпляра (instantiation) шаблона. При использовании шаблона необходимо указать, экземпляр какого класса или функции должен создать компилятор.

Для создания экземпляра шаблона класса следует указать дополнительную информацию, характер которой зависит от шаблона. Эта информация всегда задается одинаково: в угловых скобках после имени шаблона.