本程序由刘小龙、王怡正、滕鹏编写,编写过程中参考了一些开源项目的数据结构,使用studentInfo.txt文件储存学生信息(姓名、学号、住址、性别、课程、成绩、绩点、学分),使用bin文件储存账号、密码。
开发中使用bulider模式初始化对象。
建造者模式,将一个复杂对象的构建与它的表示分离, 使得同样的构建过程可以创建不同的表示。用户只需要指定需要建造的类型就可以得到他们,而具体建造的过程和细节就不需要知道了。之所以使用这个,是因为我最初的Student类构造函数参数极多,我想找个偷懒的方法,就在Java中发现Builder模式,于是用来替代多参数构造函数。
设计模式(Design Pattern)是前辈们对代码开发经验的总结,是解决特定问题的一系列套路。它不是语法规定,而是一套用来提高代码可复用性、可维护性、可读性、稳健性以及安全性的解决方案。
1995 年,GoF(Gang of Four,四人组/四人帮)合作出版了《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书,共收录了 23 种设计模式,从此树立了软件设计模式领域的里程碑,人称「GoF设计模式」。(详见http://c.biancheng.net/view/1354.html)
开发中使用了STL中的“vector”、“map”、“list”等类型。
C++ STL(标准模板库)是一套功能强大的 C++ 模板类,提供了通用的模板类和函数,这些模板类和函数可以实现多种流行和常用的算法和数据结构,如向量、链表、队列、栈。
C++ 标准模板库的核心包括以下三个组件:
容器(Containers) 容器是用来管理某一类对象的集合。C++ 提供了各种不同类型的容器,比如 deque、list、vector、map 等。
算法(Algorithms) 算法作用于容器。它们提供了执行各种操作的方式,包括对容器内容执行初始化、排序、搜索和转换等操作。
迭代器(iterators) 迭代器用于遍历对象集合的元素。这些集合可能是容器,也可能是容器的子集。
这三个组件都带有丰富的预定义函数,帮助我们通过简单的方式处理复杂的任务。
vector(容器)
vector::vector
vector::~vector
member functions:
vector::assign
vector::at
vector::back
vector::begin
vector::capacity
vector::cbegin
vector::cend
vector::clear
vector::crbegin
vector::crend
vector::data
vector::emplace
vector::emplace_back
vector::empty
vector::end
vector::erase
vector::front
vector::get_allocator
vector::insert
vector::max_size
vector::operator=
vector::operator[]
vector::pop_back
vector::push_back
vector::rbegin
vector::rend
vector::reserve
vector::resize
vector::shrink_to_fit
vector::size
vector::swap
non-member overloads:
relational operators (vector)
swap (vector)
1.构造函数
vector():创建一个空vector
vector(int nSize):创建一个vector,元素个数为nSize
vector(int nSize,const t& t):创建一个vector,元素个数为nSize,且值均为t
vector(const vector&):复制构造函数
vector(begin,end):复制[begin,end)区间内另一个数组的元素到vector中
2.增加函数
void push_back(const T& x):向量尾部增加一个元素X
iterator insert(iterator it,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加一个元素x
iterator insert(iterator it,int n,const T& x):向量中迭代器指向元素前增加n个相同的元素x
iterator insert(iterator it,const_iterator first,const_iterator last):向量中迭代器指向元素前插入另一个相同类型向量的[first,last)间的数据
3.删除函数
iterator erase(iterator it):删除向量中迭代器指向元素
iterator erase(iterator first,iterator last):删除向量中[first,last)中元素
void pop_back():删除向量中最后一个元素
void clear():清空向量中所有元素
4.遍历函数
reference at(int pos):返回pos位置元素的引用
reference front():返回首元素的引用
reference back():返回尾元素的引用
iterator begin():返回向量头指针,指向第一个元素
iterator end():返回向量尾指针,指向向量最后一个元素的下一个位置
reverse_iterator rbegin():反向迭代器,指向最后一个元素
reverse_iterator rend():反向迭代器,指向第一个元素之前的位置
5.判断函数
bool empty() const:判断向量是否为空,若为空,则向量中无元素
6.大小函数
int size() const:返回向量中元素的个数
int capacity() const:返回当前向量所能容纳的最大元素值
int max_size() const:返回最大可允许的vector元素数量值
7.其他函数
void swap(vector&):交换两个同类型向量的数据
void assign(int n,const T& x):设置向量中前n个元素的值为x
void assign(const_iterator first,const_iterator last):向量中[first,last)中元素设置成当前向量元素
总结
1.push_back 在数组的最后添加一个数据
2.pop_back 去掉数组的最后一个数据
3.at 得到编号位置的数据
4.begin 得到数组头的指针
5.end 得到数组的最后一个单元+1的指针
6.front 得到数组头的引用
7.back 得到数组的最后一个单元的引用
8.max_size 得到vector最大可以是多大
9.capacity 当前vector分配的大小
10.size 当前使用数据的大小
11.resize 改变当前使用数据的大小,如果它比当前使用的大,者填充默认值
12.reserve 改变当前vecotr所分配空间的大小
13.erase 删除指针指向的数据项
14.clear 清空当前的vector
15.rbegin 将vector反转后的开始指针返回(其实就是原来的end-1)
16.rend 将vector反转构的结束指针返回(其实就是原来的begin-1)
17.empty 判断vector是否为空
18.swap 与另一个vector交换数据
map(关联容器)
map 容器是关联容器的一种。在关联容器中,对象的位置取决于和它关联的键的值。键可以是基本类型,也可以是类类型。字符串经常被用来作为键,如果想要保存姓名和地址的记录,就可以这么使用。名称通常可能是一个或多个字符串。关联容器中的对象位置的确定取决于容器中的键的类型,而且对于特定容器类型的内部组织方式,不同的 STL 有不同的实现。
map<K,T> 类模板定义在 map 文件头中,它定义了一个保存 T 类型对象的 map,每个 T 类型的对象都有一个关联的 K 类型的键。容器内对象的位置是通过比较键决定的。可以用适当的键值从 map 容器中检索对象。
map::map
map::~map
member functions:
map::at
map::begin
map::cbegin
map::cend
map::clear
map::count
map::crbegin
map::crend
map::emplace
map::emplace_hint
map::empty
map::end
map::equal_range
map::erase
map::find
map::get_allocator
map::insert
map::key_comp
map::lower_bound
map::max_size
map::operator=
map::operator[]
map::rbegin
map::rend
map::size
map::swap
map::upper_bound
map::value_comp
non-member overloads:
relational operators (map)
swap (map)
list(链表)
list::list
list::~list
member functions:
list::assign
list::back
list::begin
list::cbegin
list::cend
list::clear
list::crbegin
list::crend
list::emplace
list::emplace_back
list::emplace_front
list::empty
list::end
list::erase
list::front
list::get_allocator
list::insert
list::max_size
list::merge
list::operator=
list::pop_back
list::pop_front
list::push_back
list::push_front
list::rbegin
list::remove
list::remove_if
list::rend
list::resize
list::reverse
list::size
list::sort
list::splice
list::swap
list::unique
non-member overloads:
relational operators (list)
swap (list)
1.list中的构造函数:
list() 声明一个空列表;
list(n) 声明一个有n个元素的列表,每个元素都是由其默认构造函数T()构造出来的
list(n,val) 声明一个由n个元素的列表,每个元素都是由其复制构造函数T(val)得来的
list(n,val) 声明一个和上面一样的列表
list(first,last) 声明一个列表,其元素的初始值来源于由区间所指定的序列中的元素
2. begin()和end():通过调用list容器的成员函数begin()得到一个指向容器起始位置的iterator,可以调用list容器的 end() 函数来得到list末端下一位置,相当于:int a[n]中的第n+1个位置a[n],实际上是不存在的,不能访问,经常作为循环结束判断结束条件使用。
3. push_back() 和push_front():使用list的成员函数push_back和push_front插入一个元素到list中。其中push_back()从list的末端插入,而 push_front()实现的从list的头部插入。
4. empty():利用empty() 判断list是否为空。
5. resize(): 如果调用resize(n)将list的长度改为只容纳n个元素,超出的元素将被删除,如果需要扩展那么调用默认构造函数T()将元素加到list末端。如果调用resize(n,val),则扩展元素要调用构造函数T(val)函数进行元素构造,其余部分相同。
6. clear(): 清空list中的所有元素。
7. front()和back(): 通过front()可以获得list容器中的头部元素,通过back()可以获得list容器的最后一个元素。但是有一点要注意,就是list中元素是空的时候,这时候调用front()和back()会发生什么呢?实际上会发生不能正常读取数据的情况,但是这并不报错,那我们编程序时就要注意了,个人觉得在使用之前最好先调用empty()函数判断list是否为空。
8. pop_back和pop_front():通过删除最后一个元素,通过pop_front()删除第一个元素;序列必须不为空,如果当list为空的时候调用pop_back()和pop_front()会使程序崩掉。
9. assign():具体和vector中的操作类似,也是有两种情况,第一种是:l1.assign(n,val)将 l1中元素变为n个T(val)。第二种情况是:l1.assign(l2.begin(),l2.end())将l2中的从l2.begin()到l2.end()之间的数值赋值给l1。
10. swap():交换两个链表(两个重载),一个是l1.swap(l2); 另外一个是swap(l1,l2),都可能完成连个链表的交换。
11. reverse():通过reverse()完成list的逆置。
12. merge():合并两个链表并使之默认升序(也可改),l1.merge(l2,greater<int>()); 调用结束后l2变为空,l1中元素包含原来l1 和 l2中的元素,并且排好序,升序。其实默认是升序,greater<int>()可以省略,另外greater<int>()是可以变的,也可以不按升序排列。
迭代器:
要访问顺序容器和关联容器中的元素,需要通过“迭代器(iterator)”进行。迭代器是一个变量,相当于容器和操纵容器的算法之间的中介。迭代器可以指向容器中的某个元素,通过迭代器就可以读写它指向的元素。从这一点上看,迭代器和指针类似。
迭代器按照定义方式分成以下四种。
1) 正向迭代器,定义方法如下:
容器类名::iterator 迭代器名;
2) 常量正向迭代器,定义方法如下:
容器类名::const_iterator 迭代器名;
3) 反向迭代器,定义方法如下:
容器类名::reverse_iterator 迭代器名;
4) 常量反向迭代器,定义方法如下:
容器类名::const_reverse_iterator 迭代器名;
迭代器用法示例
通过迭代器可以读取它指向的元素,*迭代器名就表示迭代器指向的元素。通过非常量迭代器还能修改其指向的元素。
迭代器都可以进行++操作。反向迭代器和正向迭代器的区别在于:
对正向迭代器进行++操作时,迭代器会指向容器中的后一个元素;
而对反向迭代器进行++操作时,迭代器会指向容器中的前一个元素。
sort(first_pointer,first_pointer+n,cmp)
该函数可以给数组,或者链表list、向量排序。
实现原理:sort并不是简单的快速排序,它对普通的快速排序进行了优化,此外,它还结合了插入排序和推排序。系统会根据你的数据形式和数据量自动选择合适的排序方法,这并不是说它每次排序只选择一种方法,它是在一次完整排序中不同的情况选用不同方法,比如给一个数据量较大的数组排序,开始采用快速排序,分段递归,分段之后每一段的数据量达到一个较小值后它就不继续往下递归,而是选择插入排序,如果递归的太深,他会选择推排序。
此函数有3个参数:
参数1:第一个参数是数组的首地址,一般写上数组名就可以,因为数组名是一个指针常量。
参数2:第二个参数相对较好理解,即首地址加上数组的长度n(代表尾地址的下一地址)。
参数3:默认可以不填,如果不填sort会默认按数组升序排序。也就是1,2,3,4排序。也可以自定义一个排序函数,改排序方式为降序什么的,也就是4,3,2,1这样。
使用此函数需先包含:
#include <algorithm>
并且导出命名空间:
using namespace std;
简单例子:对数组A的0~n-1元素进行升序排序,只要写sort(A,A+n)即可;对于向量V也一样,sort(v.begin(),v.end())即可。
自己编写排序规则函数
例如:
bool compare(int a,int b)
{
return a<b; //升序排列,如果改为return a>b,则为降序
}
sort扩展
sort不只是能像上面那样简单的使用,我们可以对sort进行扩展,关键就在于第三个参数<cmp比较函数>,我们想降序排列,或者说我不是一个简简单单的数组,而是结构体、类怎么办,下面给出一些方法和例子。
方法一:定义比较函数(最常用)
//情况一:数组排列
int A[100];
bool cmp1(int a,int b)//int为数组数据类型
{
return a>b;//降序排列
//return a<b;//默认的升序排列
}
sort(A,A+100,cmp1);
//情况二:结构体排序
Student Stu[100];
bool cmp2(Student a,Student b)
{
return a.id>b.id;//按照学号降序排列
//return a.id<b.id;//按照学号升序排列
}
sort(Stu,Stu+100,cmp2);
注:比较方法也可以放在结构体中或类中定义。
方法二:使用标准库函数
另外,其实我们还可以再懒一点,在标准库中已经有现成的。它在哪呢?答案是functional,我们include进来试试看。functional提供了一堆基于模板的比较函数对象,它们是:equal_to<Type>、not_equal_to<Type>、greater<Type>、greater_equal<Type>、less<Type>、less_equal<Type>。这些东西的用法看名字就知道了。在这里,我么sort要用到的也只是greater和less就足够了,用法如下:
● 升序:sort(begin,end,less<data-type>())
● 降序:sort(begin,end,greater<data-type>())
缺点:也只是实现简单的排序,结构体不适用。
在开发过程中预留了迭代升级的空间。