C++ Primer 第五版 第 3 章學習筆記：string、vector 與數組核心要點

核心知識點速查

1. string 類精華

• 初始化：string s(n, 'c') — n 個字符 c；string s = string(10, 'c') 拷貝初始化
• 整行讀取：while (getline(cin, line)) — 換行符被丟棄，不包含在 string 中
• 常用操作：s.empty()、s.size() 返回 string::size_type (無符號)，避免與 int 混用
• 拼接：s1 + s2、s1 += "literal" — 至少一邊是 string
• 遍歷修改：for (auto &c : s) c = toupper(c); — 引用修改原字符

2. vector 容器要點

• 模板非類型：vector 纔是類型，vector> 需空格隔開雙尖括號 (C++11 前)
• 列表初始化：vector v{1,2,3}；vector v(10) — 10 個空串，非列表初始化
• 下標訪問：只能訪問已存在元素，不能用於擴容
• 迭代器：auto it = v.begin()，*it 解引用；兩迭代器相減得 difference_type (帶符號)

3. 數組與指針深度

• 字符數組：char a[] = "c++" 自動添加 \0；const char s[6] = "Daniel" 錯誤 — 缺終結符空間
• 指針算術：int *e = &arr[10] 指向尾後；for (int *p = arr; p != e; ++p) 遍歷
• 指針減法：結果類型 ptrdiff_t (帶符號)，定義於 <cstddef>
• 下標與指針等價：p[-2] == arr[0]；內置下標索引是帶符號類型

4. C 風格字符串互操作

• strlen(ca) 依賴 \0，若字符數組無終結符 → 未定義行為
• string → const char*：s.c_str()，返回指向內部數組指針，生命週期綁定 string
• 長期使用建議 strcpy 拷貝一份

5. 多維數組與指針

int ia[3][4];
int (*p)[4] = ia;        // 指向含 4 個 int 的數組指針
int *ip[4];              // 4 個 int* 的數組
int (*ip)[4];            // 指向 int[4] 的指針

習題精選實現 (3.23, 3.43 等)

代碼採用 #define NUM 切換題目，單文件包含所有答案：

• 3.23：比較兩個 string 大小 / 長度
• 3.43：二維數組範圍 for 遍歷 for (auto *p = begin(arr); p != end(arr); ++p)
• 3.41：數組拷貝到 vector vector vec(begin(arr), end(arr))

避坑指南

1. size() 返回無符號，for (int i = 0; i < v.size(); ++i) 隱式轉換可能預警
2. vector 下標越界不檢查，at() 會拋出異常
3. 範圍 for 中用引用 auto &x 修改元素，值傳遞只能讀取
4. 指針遍歷數組優於下標：無邊界檢查開銷，編譯器優化更好