C++程序设计-第九/十一/十二章模板/输入/输出流/标准模板库【期末复习|考研复习】

本文主要是介绍C++程序设计-第九/十一/十二章模板/输入/输出流/标准模板库【期末复习|考研复习】，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言

总结整理不易，希望大家点赞收藏。

给大家整理了一下C++程序设计中的重点概念，以供大家期末复习和考研复习的时候使用。

C++程序设计系列文章传送门：
第一章面向对象基础
第四/五章函数和类和对象
第六/七/八章运算符重载/包含与继承/虚函数和多态性
第九/十一/十二章模板/输入/输出流/标准模板库

文章目录

前言
第九章模板
- 9.1 模板有什么特点？什么时候使用？
- 9.2 定义模板参数时使用typename与使用class有什么区别吗
第十一章输入/输出流
第十二章标准模板库
- 12.1 读取存放string对象的list容器可以使用什么迭代器类型
- 12.2 为什么不可以使用容器来存储iostream对象
- 12.3 C++标准库为vector对象提供的内存分配策略是什么
- 12.4 说明容器vector、deque和list有什么区别
总结

第九章模板

9.1 模板有什么特点？什么时候使用？

泛型性：模板是一种泛型编程技术，它可以让我们编写与数据类型无关的代码，实现一次编写、多次使用的目的。
灵活性：模板提供了灵活的参数化方式，可以在不同的上下文中使用不同的数据类型，同时也可以使用不同的算法和数据结构。
可重用性：模板可以用于定义通用的类和函数，可以适用于不同的数据类型和算法，从而实现代码的重用。
高效性：模板编译时生成代码，不会引入额外的运行时开销，因此模板可以产生高效的代码。
适用情况：
当需要编写可以适用于多种数据类型的算法或数据结构时，可以使用模板来实现泛型编程。
当需要编写通用的库或框架时，可以使用模板来实现通用性和可重用性。
当需要实现类型安全的代码时，可以使用模板来进行参数化，并在编译期间进行类型检查。
当需要实现高效的代码时，可以使用模板来生成高效的代码，并避免运行时的开销。

9.2 定义模板参数时使用typename与使用class有什么区别吗

使用 typename 或 class 来定义模板参数是等价的，只是语法上略有不同，可以根据个人习惯来选择。在模板参数列表中使用 typename 更符合直觉，因为模板参数往往代表一个类型，而不是一个类。
template
class MyClass {};

第十一章输入/输出流

cin>>输入操作符会丢弃前导空白读取数据遇到空白时停止读入
要输入空白采用cin.get()
oct 八进制 hex 十六进制 dec 十进制

第十二章标准模板库

12.1 读取存放string对象的list容器可以使用什么迭代器类型

采用正向迭代器和双向迭代器。

std::list<std::string> my_list {"hello", "world", "!"};
for (auto it = my_list.begin(); it != my_list.end(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}// 输出：hello world !
for (auto it = my_list.rbegin(); it != my_list.rend(); ++it) {std::cout << *it << " ";
}// 输出：! world hello

其中，正向迭代器和双向迭代器都是const迭代器的子类，因此也可以用于读取list中的元素。

12.2 为什么不可以使用容器来存储iostream对象

因为容器元素类型必须支持赋值操作及复制,而iostream类型不支持赋值和复制。

12.3 C++标准库为vector对象提供的内存分配策略是什么

C++标准库为vector对象提供了一种动态数组的实现，使用连续的内存来存储元素，而内存的分配由allocator完成。vector对象的内存分配策略可以概括为以下几个步骤：
vector对象的内存空间在创建时是空的，只有在添加元素时才会动态分配内存。
当vector对象需要增加元素时，首先会检查当前的内存空间是否足够，如果不够，则会向操作系统请求更多的内存。vector使用一个大小为N的缓冲区来存储元素，当缓冲区已满时，会重新分配一个更大的缓冲区。
重新分配缓冲区的大小通常是当前缓冲区的两倍，这个策略可以有效减少内存分配的次数，提高vector的性能。重新分配缓冲区后，会将原来缓冲区中的元素复制到新的缓冲区中。
如果vector对象的元素数量减少，而剩余的内存空间较多，则可以通过调用vector的shrink_to_fit()函数来释放多余的内存空间，减少内存占用。

12.4 说明容器vector、deque和list有什么区别

内部实现方式：
vector是一个动态数组，使用连续的内存来存储元素；deque是一个双端队列，使用多个连续的缓冲区来存储元素；list是一个双向链表，每个元素都存储指向前后元素的指针。
访问元素的效率：
vector和deque都可以通过下标访问元素，时间复杂度为O(1)；而list只能通过迭代器访问元素，时间复杂度为O(n)，其中n是元素数量。因此，在需要随机访问元素时，vector和deque比list更高效。
插入和删除元素的效率：
在vector中插入或删除元素时，需要将后面的元素依次移动或者复制，时间复杂度为O(n)；而在deque和list中插入或删除元素时，只需要调整前后元素的指针，时间复杂度为O(1)。但是，在deque中插入或删除元素时，需要重新分配缓冲区，可能会导致内存复制的开销。
内存分配和使用效率：
vector和deque都使用动态分配的内存，可以自动调整内存空间大小以适应元素数量的变化；而list使用指针来链接元素，不需要连续的内存空间，但是每个元素需要单独分配内存，可能会造成内存碎片。