17.1?tuple類型

1. 我們可以將tuple看作一個“快速而隨意”的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。可以有任意數(shù)量的成員，且成員的類型不受限制。

17.1.1 定義和初始化tuple

1. 當(dāng)我們創(chuàng)建一個tuple時，需要指出每個成員的類型。

2. 創(chuàng)建一個tuple對象時，可以使用它的默認(rèn)構(gòu)造函數(shù)，它會對每個成員進(jìn)行值初始化。

3. 當(dāng)使用初始值初始化對象時，構(gòu)造函數(shù)是explicit。因此必須使用直接初始化語法：

tuple<size_t, int, double> item = {1, 2, 3.0}; // 錯誤

tuple<size_t, int, double> item(1, 2, 3.0); ? ?// 正確

// 如果不知道tuple準(zhǔn)確的類型細(xì)節(jié)信息，

// 可以用兩個輔助類模板來查詢tuple成員的數(shù)量和類型

typedef decltype(item) trans;// trans是item的類型

// 返回trans類型對象中成員的數(shù)量：

size_t sz = tuple_size<trans>::value; ? // 返回3

// cnt的類型與item中第二個成員相同

tuple_element<1, trans>::type cnt = get<1>(item); ? // cnt是一個int

1. 由于tuple定義了 < 和 == 運(yùn)算符，我們可以將tuple序列傳遞給算法，并且可以在無序容器中將tuple作為關(guān)鍵字類型。

17.2?bitset類型

17.2.1 定義和初始化bitset

1. 定義一個bitset需要聲明它包含多好個二進(jìn)制位。

2. string的下標(biāo)編號習(xí)慣與bitset恰好相反：string中下標(biāo)最大的字符（最右字符）用來初始化bitset中的低位（下標(biāo)為0的二進(jìn)制位）。

17.2.2?bitset操作

1. 編寫一個程序表示30給學(xué)生的測試結(jié)果-“通過/失敗”

bool status;

// 使用位運(yùn)算符的版本

unsigned long quizA = 0; ? ? // 此值被當(dāng)作位集合使用

quizA |= 1UL << 27; ? ? ? ? ?// 指出第27個學(xué)生通過了測試

status = quizA & (1UL << 27);// 檢查第27個學(xué)生是否通過了測驗(yàn)

quizA &= ~(1UL << 27); ? ? ? // 第27個學(xué)生未通過測驗(yàn)

// 使用標(biāo)準(zhǔn)庫bitset完成等價的工作

bitset<30> quizB; ? ? ? ? ? // 每個學(xué)生分配一位，所有位都被初始化為0

quizB.set(27); ? ? ? ? ? ? ?// 指出第27個學(xué)生通過了測試

status = quizB[27]; ? ? ? ? // 檢查第27個學(xué)生是否通過了測驗(yàn)

quizB.reset(27); ? ? ? ? ? ?// 第27個學(xué)生未通過測驗(yàn)

17.3 正則表達(dá)式

1. 正則表達(dá)式（regular expression）?是一種描述符號序列的方法，是一種極其強(qiáng)大的計(jì)算工具。

17.3.1 使用正則表達(dá)式庫

1. 使用正則表達(dá)式來查找違反拼寫規(guī)則“i除非在c之后，否則必須在e之前”單詞的例子：

// 查找不在字符c之后的字符串ei

string pattern("[^c]ei");

// 我們需要包含pattern的整個單詞

pattern = "[[:alpha:]]*" + pattern + "[[:alpha:]]*";

regex r(pattern); ? // 構(gòu)造一個用于查找模式的regex

smatch results; ? ? // 定義一個對象保存搜索結(jié)果

// 定義一個string保存與模式匹配和不匹配的文本

string test_str = "receipt freind theif receive";

// 用r在test_str中查找與pattern匹配的子串

if(regex_search(test_str, results, r)) ?// 如果有匹配字串

? ?cout << results.str() << endl; ? ? ?// 打印匹配的單詞

1. 一個正則表達(dá)式所表示的“程序”是在運(yùn)行時而非編譯時編譯的。表達(dá)式的編譯是一個很慢的操作，特別是在使用了擴(kuò)展的或者復(fù)雜的語法時。因此應(yīng)該避免創(chuàng)建不必要的regex正則表達(dá)式。

2. 我們可以搜索多種類型的輸入序列，重點(diǎn)在于我們使用的RE庫類型必須與輸入序列類型匹配：

regex r("[[:alnum:]] +\\.(cpp|cxx|cc)$", regex::icase);

// 將匹配string輸入序列，而不是char*

smatch results;

if(regex_search("myfile.cc", result, r)) // 錯誤：輸入為char*

? ?cout << results.str() << endl;

// 將匹配字符數(shù)組輸入序列

cmatch results;

if(regex_search("myfile.cc", result, r))

? ?cout << results.str() << endl; ? ? ? // 打印當(dāng)前匹配

17.3.2 匹配與Regex迭代器類型

1. 擴(kuò)展之前的程序，使用sregex_iterator來進(jìn)行搜索。

// 查找前一個不在字符c之后的字符串ei

string pattern("[^c]ei");

// 我們需要包含pattern的整個單詞

pattern = "[[:alpha:]]*" + pattern + "[[:alpha:]]*";

regex r(pattern, regex::icase); ? // 進(jìn)行匹配時將忽略大小寫

// 它將返回利用regex_search來尋找文件中的所有匹配

for(sregex_iterator it(file.begin(), file.end(), r), end_it;

? ? ? ?it != end_it; ++it)

? ? ? ?cout << it->str() << endl; ?// 匹配的單詞

17.3.3 使用子表達(dá)式

1. 正則表達(dá)式中的模式通常包含一個或多個子表達(dá)式（subexpression）。一個子表達(dá)式是模式的一部分，本身也具有意義。正則表達(dá)式語法通常用括號表示子表達(dá)式。

17.3.4 使用regex_replace

1. 正則表達(dá)式不僅用在我們希望查找一個給定序列的時候，還用在當(dāng)我們想將找到的序列替換為另一個序列的時候。

2. 就像標(biāo)準(zhǔn)庫定義標(biāo)志來指導(dǎo)如何處理正則表達(dá)式一樣，標(biāo)準(zhǔn)庫還定義了用來在替換過程中控制匹配或格式的標(biāo)志。

17.4 隨機(jī)數(shù)

17.4.1 隨機(jī)數(shù)引擎和分布

1. 使用隨機(jī)數(shù)引擎生成10個隨機(jī)數(shù)：

default_random_engine e; ? ?// 生成隨機(jī)無符號數(shù)

for(size_t i = 0; i < 10; ++i)

? ?// e()"調(diào)用"對象來生成下一個隨機(jī)數(shù)

? ?cout << e() << " ";

1. 為了得到一個指定范圍內(nèi)的數(shù)，使用一個分布類型的對象：

// 生成0到9之間（包含）均勻分布的隨機(jī)數(shù)

uniform_int_distribution<unsigned> u(0, 9);

default_random_engine e; ? ?// 生成隨機(jī)無符號數(shù)

for(size_t i = 0; i < 10; ++i)

? ?// 將u作為隨機(jī)數(shù)源

? ?// 每個調(diào)用返回在指定范圍內(nèi)并服從均勻分布的值

? ?cout << u(e) << " ";

// 注意，我們傳遞給分布對象的是引擎對象本身，即u(e)。

// 如果我們將調(diào)用寫成u(e())，含義就變?yōu)閷生成的下一個值傳遞給u，

// 會導(dǎo)致一個編譯錯誤。

1. 當(dāng)我們說隨機(jī)數(shù)發(fā)生器時，是指分布對象和引擎對象的組合。

2. 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器有一個特性經(jīng)常會使新手迷惑：即使生成的數(shù)看起來是隨機(jī)的，但對一個給定的發(fā)生器，每次運(yùn)行程序它都會返回相同的數(shù)值序列。序列不變這一事實(shí)在調(diào)試時非常有用。

3. 一個函數(shù)如果定義了局部的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，應(yīng)該將其（包括引擎和分布對象）定義為static的。否則，每次調(diào)用函數(shù)都會生成相同的序列。

4. 一旦我們的程序調(diào)試完畢，我們通常希望每次運(yùn)行程序都會生成不同的隨機(jī)結(jié)果，可以通過提供一個**種子（seed）**來達(dá)到這一目的。引擎可以利用它從序列中一個新的位置重新開始生成隨機(jī)數(shù)。

5. 選擇一個好的種子，與生成好的隨機(jī)數(shù)所涉及到的其他大多數(shù)事情相同，是極其困難的?？赡茏畛Ｓ玫姆椒ㄊ钦{(diào)用系統(tǒng)函數(shù)time。

6. 如果程序作為一個自動過程的一部分返回運(yùn)行，將time的返回值作為種子的方法就失效了；它可能多次使用的都是相同的種子。

17.4.2 其他隨機(jī)數(shù)分布

1. 由于引擎返回相同的隨機(jī)數(shù)序列，所以我們必須在循環(huán)外聲明引擎對象。否則，每次循環(huán)都會創(chuàng)建一個新引擎，從而每步循環(huán)都會生成相同的值。類似的，分布對象也要保持狀態(tài)，因此也應(yīng)該在循環(huán)外定義。

17.5?IO庫再探

17.5.1 格式化輸入和輸出

1. 除了條件狀態(tài)外，每一個iostream對象還維護(hù)一個格式狀態(tài)來控制IO如何格式化的細(xì)節(jié)。格式狀態(tài)控制格式化的某些方面，如整型值是幾進(jìn)制、浮點(diǎn)數(shù)的精度、一個輸出元素的寬度等。

2. 標(biāo)準(zhǔn)庫定義了一組**操縱符(manipulator)**來修改流的格式狀態(tài)。

3. 操縱符用于兩大類輸出控制：控制數(shù)值的輸出形式以及控制補(bǔ)白的數(shù)量和位置。

4. 當(dāng)操縱符改變流的格式狀態(tài)時，通常改變后的狀態(tài)對所有后續(xù)IO都生效。

5. 默認(rèn)情況下，整型值的輸入輸出使用十進(jìn)制。我們可以使用操作符hex、oct和dec將其改為十六進(jìn)制、八進(jìn)制或者改回十進(jìn)制。這些操縱符只影響整型運(yùn)算對象，浮點(diǎn)值的表示形式不受影響。

6. 當(dāng)對流應(yīng)用showbase操縱符時，會在輸出結(jié)果中顯示進(jìn)制，它遵循與整型常量中指定進(jìn)制相同的規(guī)范。noshowbase恢復(fù)狀態(tài)，不再顯示整型值進(jìn)制。

7. 默認(rèn)情況下，精度會控制打印的數(shù)字總數(shù)，我們可以通過調(diào)用IO對象的precision成員或使用setprecision操縱符來改變精度。

8. 除非你需要控制浮點(diǎn)數(shù)的表達(dá)形式（如，按列打印數(shù)據(jù)或打印表示金額或百分比的數(shù)據(jù)），否則由標(biāo)準(zhǔn)庫選擇計(jì)數(shù)法是最好的方式。

9. 通過使用恰當(dāng)?shù)牟僮鞣?，我們可以?qiáng)制一個流使用科學(xué)計(jì)數(shù)法(scientific)、定點(diǎn)十進(jìn)制(fixed)或是十六進(jìn)制(hexfloat)計(jì)數(shù)法。

17.5.2 未格式化的輸入/輸出操作

1. 標(biāo)準(zhǔn)庫提供了一組底層操作，支持**未格式化IO(unformatted IO)。這些操作允許我們將一個流當(dāng)作一個無解釋的字節(jié)序列來處理。

2. get將分隔符留作istream中下一個字符，而getline則讀取并丟棄分隔符。

3. 一個常見的錯誤是本想從流中刪除分隔符，但卻忘了做。

17.5.3 流隨機(jī)訪問

1. 各種流類型通常都支持對流中數(shù)據(jù)的隨機(jī)訪問。我們可以重定位流，使之跳過一些數(shù)據(jù)，首先讀取最后一行，然后讀取第一行，以此類推。

2. 標(biāo)準(zhǔn)庫提供了一對函數(shù)，來定位(seek)到流中給定的位置，以及告訴(tell)我們當(dāng)前的位置。

3. 由于istream和ostream類型通常不支持隨機(jī)訪問，所以隨機(jī)訪問功能通常適用于fstream和stream類型。