C++ 系列课：字符与字符串 by 小彭老师（ @archibate ） 课件 & 代码： https://github.com/parallel101/course 上期回顾： https://www.bilibili.com/video/BV1m34y157wb 课程安排 1. vector 容器初体验 & 迭代器入门 (BV1qF411T7sd) 2. 你所不知道的 map 容器全家桶及其妙用举例 5. 函子 functor 与 lambda 表达式知多少 6. 通过实战案例来学习 STL 算法库 7. C++ 标准输入输出流 & 字符串格式化 8. traits 技术，用户自定义迭代器与算法 9. allocator ，内存管理与对象生命周期 ASCII 码 第 1 章 计算机如何表达字符 https://zh.wikipedia 不过，如果直接在控制台输入 ‘ ^’ 和 ‘ C’ 两个字符并 没有 Ctrl+C 的效果哦！因为 ‘ ^C’ 是 Ctrl+C 输入之 后一次性显示出来的，并不是真的说 Ctrl 就是 ‘ ^’ 这 个字符。 C 语言字符串 第 2 章 C 语言中的字符类型 char • char c = ‘a’; • assert(c == 97); • c = c + 1; • assert(c == ‘b’); • C 语言中规定字符类型为

化的。 • 如果 64 位系统上 size_t 还是 uint32_t ，那就无法表示超过 4GB 大小的数组了。 • 今日乳 ja 笑话： java 的字符串常量不能超过 65535 个字符，因为他们是用 uint16_t 表示字符串长 度。 • 因此对于表示”长度”、”大小”的用途，可以用 size_t 这个直观的名字，他和 uintptr_t 等价 。 • size_t 是标准库大量使用的用于表示大小的类型，例如 0 。 • 这其实是两个 bug 共同作用的结果。 printf 的错误：不会编译时检测参数类型是否正确 • 第一个 bug 是， printf 其实不知道他的参数是什 么类型，他只看到你字符串里写的 “ %f” ，会误以 为输入的是 float 参数。 • 如果你输入的是 3 这样的 int 类型常量， C 语 言不会帮你检测到他和 “ %f” 其实是不匹配的，而 是直接把 int 地址指针，用 C++ 的 std::array 。 • 这是按值传递的，里面的修改不会变化外面 的值，符号小白程序员的思维，避免 C 语 言指针和数组的那些难以理解的坑。 字符串的本质究竟是什么？ ASCII 字符对照表：把字符对应到 0~127 的整数，方便用计算机存储 • 为了让计算机也能够处理字符，英文使用 者发明了 ASCII 对照表，他们把英文字符 和一些标点符号逐个对应到一个

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 原始字符串字面量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 自定义字面量 . . 注意：弃用并非彻底不能用，只是用于暗示程序员这些特性将从未来的标准中消失，应该尽 量避免使用。但是，已弃用的特性依然是标准库的一部分，并且出于兼容性的考虑，大部分 特性其实会『永久』保留。 • 不再允许字符串字面值常量赋值给一个 char *。如果需要用字符串字面值常量赋值和初始化一个 char *，应该使用 const char * 或者 auto。 char *str = "hello world!"; // 将出现弃用警告 true；要么是求值结 果相当于字面量或匿名临时对象，例如 1+2。非引用返回的临时变量、运算表达式产生的临时变量、原始 字面量、Lambda 表达式都属于纯右值。 需要注意的是，字面量除了字符串字面量以外，均为纯右值。而字符串字面量是一个左值，类型为 const char 数组。例如： #include int main() { // 正确，"01234" 类型为 const

对数阶常见于分治算法。例如归并排序，输入长度为 ? 的数组，每轮递归将数组从中点处划分为两半，形成 高度为 log ? 的递归树，使用 ?(log ?) 栈帧空间。 再例如将数字转化为字符串，输入一个正整数 ? ，它的位数为 ⌊log10 ?⌋ + 1 ，即对应字符串长度为 ⌊log10 ?⌋ + 1 ，因此空间复杂度为 ?(log10 ? + 1) = ?(log ?) 。 2.4.4 权衡时间与空间 理想情况下，我 空间、取值范围和默认值可能会有所不同。 ‧ 在 Python 中，整数类型 int 可以是任意大小，只受限于可用内存；浮点数 float 是双精度 64 位；没 有 char 类型，单个字符实际上是长度为 1 的字符串 str 。 ‧ C 和 C++ 未明确规定基本数据类型的大小，而因实现和平台各异。表 3‑1 遵循 LP64 数据模型，其用于 包括 Linux 和 macOS 在内的 Unix 64 位操作系统。 5 编程语言的字符编码 对于以往的大多数编程语言，程序运行中的字符串都采用 UTF‑16 或 UTF‑32 这类等长编码。在等长编码下， 我们可以将字符串看作数组来处理，这种做法具有以下优点。 ‧ 随机访问：UTF‑16 编码的字符串可以很容易地进行随机访问。UTF‑8 是一种变长编码，要想找到第 ? 个字符，我们需要从字符串的开始处遍历到第 ? 个字符，这需要 ?(?) 的时间。 ‧ 字符计数：与随机访问类似，计算

对数阶常见于分治算法。例如归并排序，输入长度为 ? 的数组，每轮递归将数组从中点处划分为两半，形成 高度为 log ? 的递归树，使用 ?(log ?) 栈帧空间。 再例如将数字转化为字符串，输入一个正整数 ? ，它的位数为 ⌊log10 ?⌋ + 1 ，即对应字符串长度为 ⌊log10 ?⌋ + 1 ，因此空间复杂度为 ?(log10 ? + 1) = ?(log ?) 。 2.4.4 权衡时间与空间 理想情况下，我 空间、取值范围和默认值可能会有所不同。 ‧ 在 Python 中，整数类型 int 可以是任意大小，只受限于可用内存；浮点数 float 是双精度 64 位；没 有 char 类型，单个字符实际上是长度为 1 的字符串 str 。 ‧ C 和 C++ 未明确规定基本数据类型的大小，而因实现和平台各异。表 3‑1 遵循 LP64 数据模型，其用于 包括 Linux 和 macOS 在内的 Unix 64 位操作系统。 5 编程语言的字符编码 对于以往的大多数编程语言，程序运行中的字符串都采用 UTF‑16 或 UTF‑32 这类等长编码。在等长编码下， 我们可以将字符串看作数组来处理，这种做法具有以下优点。 ‧ 随机访问：UTF‑16 编码的字符串可以很容易地进行随机访问。UTF‑8 是一种变长编码，要想找到第 ? 个字符，我们需要从字符串的开始处遍历到第 ? 个字符，这需要 ?(?) 的时间。 ‧ 字符计数：与随机访问类似，计算

更小，不完全优化，减少二进制体积 • RelWithDebInfo 带调试信息发布，生成的文件比 Release 更大，因为带有调试的符号信 息 • 默认情况下 CMAKE_BUILD_TYPE 为空字符串，这时相当于 Debug 。 各种构建模式在编译器选项上的区别 • 在 Release 模式下，追求的是程序的最佳性能表现，在此情况下，编译器会对程序做最大 的代码优化以达到最快运行速度。另一 如何让 CMAKE_BUILD_TYPE 在用户没有指定的时候为 Release ，指 定的时候保持用户指定的值不变呢。 就是说 CMake 默认情况下 CMAKE_BUILD_TYPE 是一个空字符串。 因此这里通过 if (NOT CMAKE_BUILD_TYPE) 判断是否为空，如果空 则自动设为 Release 模式。 大多数 CMakeLists.txt 的开头都会有这样三行，为的是让默认的构建类 TBB::tbb AND TARGET Eigen3::eigen 表示找得到 TBB 但是找不到 Eigen3 的情况。 第 6 章：输出与变量 在运行 cmake -B build 时，打印字符串（用于调试） message(STATUS “...”) 表示信息类型是状态信息，有 -- 前缀 message(WARNING “...”) 表示是警告信息 message(AUTHOR_WARNING

例如“归并排序”算法，输入长度为 ? 的数组，每轮递归将数组从中点划分为两半，形成高度为 log ? 的递 归树，使用 ?(log ?) 栈帧空间。 再例如“数字转化为字符串”，输入任意正整数 ? ，它的位数为 log10 ? ，即对应字符串长度为 log10 ? ，因 此空间复杂度为 ?(log10 ?) = ?(log ?) 。 2.3.4. 权衡时间与空间 理想情况下，我们希望算法的时间复杂 5. 编程语言的字符编码 对于以往的大多数编程语言，程序运行中的字符串都采用 UTF‑16 或 UTF‑32 这类等长的编码。这是因为在 等长编码下，我们可以将字符串看作数组来处理，具体来说： ‧ 随机访问: UTF‑16 编码的字符串可以很容易地进行随机访问。UTF‑8 是一种变长编码，要找到第 ? 个 字符，我们需要从字符串的开始处遍历到第 ? 个字符，这需要 ?(?) 的时间。 ‧ 字符计数: 字符计数: 与随机访问类似，计算 UTF‑16 字符串的长度也是 ?(1) 的操作。但是，计算 UTF‑8 编码的 字符串的长度需要遍历整个字符串。 ‧ 字符串操作: 在 UTF‑16 编码的字符串中，很多字符串操作（如分割、连接、插入、删除等）都更容易进 行。在 UTF‑8 编码的字符串上进行这些操作通常需要额外的计算，以确保不会产生无效的 UTF‑8 编码。 编程语言的字符编码方案设计是一个很有趣的话题，涉及到许多因素：

对数阶常见于分治算法。例如归并排序，输入长度为 ? 的数组，每轮递归将数组从中点划分为两半，形成高 度为 log ? 的递归树，使用 ?(log ?) 栈帧空间。 再例如将数字转化为字符串，输入一个正整数 ? ，它的位数为 log10 ?+1 ，即对应字符串长度为 log10 ?+1 ，因此空间复杂度为 ?(log10 ? + 1) = ?(log ?) 。 2.4.4 权衡时间与空间 理想情况下，我们希望算法 5 编程语言的字符编码 对于以往的大多数编程语言，程序运行中的字符串都采用 UTF‑16 或 UTF‑32 这类等长的编码。在等长编码 下，我们可以将字符串看作数组来处理，这种做法具有以下优点。 ‧ 随机访问: UTF‑16 编码的字符串可以很容易地进行随机访问。UTF‑8 是一种变长编码，要找到第 ? 个 字符，我们需要从字符串的开始处遍历到第 ? 个字符，这需要 ?(?) 的时间。 ‧ ‧ 字符计数: 与随机访问类似，计算 UTF‑16 字符串的长度也是 ?(1) 的操作。但是，计算 UTF‑8 编码的 字符串的长度需要遍历整个字符串。 ‧ 字符串操作: 在 UTF‑16 编码的字符串中，很多字符串操作（如分割、连接、插入、删除等）都更容易进 行。在 UTF‑8 编码的字符串上进行这些操作通常需要额外的计算，以确保不会产生无效的 UTF‑8 编码。 实际上，编程语言的字符编

对数阶常见于分治算法。例如归并排序，输入长度为 ? 的数组，每轮递归将数组从中点处划分为两半，形成 高度为 log ? 的递归树，使用 ?(log ?) 栈帧空间。 再例如将数字转化为字符串，输入一个正整数 ? ，它的位数为 ⌊log10 ?⌋ + 1 ，即对应字符串长度为 ⌊log10 ?⌋ + 1 ，因此空间复杂度为 ?(log10 ? + 1) = ?(log ?) 。 2.4.4 权衡时间与空间 理想情况下，我 空间、取值范围和默认值可能会有所不同。 ‧ 在 Python 中，整数类型 int 可以是任意大小，只受限于可用内存；浮点数 float 是双精度 64 位；没 有 char 类型，单个字符实际上是长度为 1 的字符串 str 。 ‧ C 和 C++ 未明确规定基本数据类型的大小，而因实现和平台各异。表 3‑1 遵循 LP64 数据模型，其用于 包括 Linux 和 macOS 在内的 Unix 64 位操作系统。 5 编程语言的字符编码 对于以往的大多数编程语言，程序运行中的字符串都采用 UTF‑16 或 UTF‑32 这类等长编码。在等长编码下， 我们可以将字符串看作数组来处理，这种做法具有以下优点。 ‧ 随机访问：UTF‑16 编码的字符串可以很容易地进行随机访问。UTF‑8 是一种变长编码，要想找到第 ? 个字符，我们需要从字符串的开始处遍历到第 ? 个字符，这需要 ?(?) 的时间。 ‧ 字符计数：与随机访问类似，计算

版的应用 程序风貌。本例除了提供你对MFC 程序的第一印象，也对类别的静态成员函 式应用于callback 函数做了一个示范。每有窗口异动（产生WM_PAINT）， 就有一个"Hello MFC" 字符串从天而降。此外，也示范了空闲时间（idle time） 的处理。 ■ ■ ■ ■ □ □ □ □ □ □ □ □ 深入淺出 MFC 36 Scribble Step0~Step5 CStdioFile 对象代表以C runtime 函数fopen 所开启的一个stream 文件。Stream 文件 有缓冲区，可以文字模式（预设情况）或二进制模式开启。 CString 对象代表一个字符串，是一个完全独立的类别。 我的例子用来计算小于100 的所有费伯纳契数列（Fabonacci sequence）。费伯纳契数列 的计算方式是： 1. 头两个数为1。 2. 接下来的每一个数是前两个数的和。 为了神不知鬼不觉把CRuntimeClass 对象塞到类别之中，并声明一个可以抓到该对象地 址的函数，我们定义DECLARE_DYNAMIC 宏如下： 出现在宏定义之中的##，用来告诉编译器，把两个字符串系在一起。如果你这么使用此 宏： 编译器前置处理器为你做出的码是： 这下子，只要在声明类别时放入DECLARE_DYNAMIC 宏即万事OK 喽。 不，还没有OK，类别型录（也就是各个CRuntimeClass