C++学习笔记（一）——一个字符串分割和统计的工具（TextUtils）

第一讲先从一个实例开始——我们需要完成一个遍历文件并统计单词出现次数的任务。分解功能：首先，按行读取文件并舍弃可能的空行。其次，将每一行都按照空格划分单词。因为可能存在标点符号，我们还需要将标点符号都删除。最后把行首或专有名词中出现的大写字母统一转换。最后将所有获取的字母放到一个关联容器中（map<string, int>）统计出现的次数。

一、从文件中读取并按行分割

(1)标准方法与参数

std::getline(basic_istream<charT,traits>& is, basic_string<charT,traits,Alloc>& str, charT delim)

参数1.输入流

参数2.接受字符串

*参数3.分割符

(2)代码实例

// 文件输入流
ifstream ifs("hello.txt");
// 行字符串向量类型
vector<string> paragraphs;

string temp;
// 遍历全文
while(std::getline(ifs, temp) {
    paragraphs.push_back(temp);
}

二、以空格分隔字符串

(1)标准方法与参数

find_first_of (const basic_string& str, size_type pos = 0) const

参数1.字符串

*参数2.起始位置

substr (size_type pos = 0, size_type len = npos) const

*参数1.起始位置

*参数2.长度

(2)代码实例

const string key = " "; // 空格
vector<string> words; // 单词集合
string line; // 行

string::size_type pos = 0, prev = 0; // 系统相关变量。记录当前查找到空格的位置和前一个单词的起始位置。

while((pos = line.find_first_of(key, line)) != string::npos) {
    words.push_back(line.substr(pos, pos-prev));
    prev = ++pos;
}

三、大小写转换

(1)标准方法与参数

int tolower (int c)

参数.大写字母

返回.小写字母

(2)代码实例

string caps("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"); // 大写字母集合
string::size_type pos = 0;
string word;
while((pos = word.find_first_of(pos, caps)) != string::npos) {
    w[pos] = tolower(w[pos]); // 用小写字母替换对应的大写
}

四、计数

(1)标准方法与参数

pair<iterator,bool> insert (const value_type& val)

参数1.value_type<K, V>(k, v) 插入值

*向map对象插入新值可以使用索引的方式，如map<string, int> m; m["hello"] = 37; 但是这会发生以下的事情，从而导致严重的性能损失：

1. 一个未命名的临时string 对象被构造并传递给与map 类相关联的下标操作符这个对象用“hello”初始化；

2. 一个新的键/值对被插入到m中当然键是一个“hello”对象持有Anna但是值是0，而不是37；

3. 插入完成接着值被赋为37；

所以推荐做法是使用insert方法。

(2)代码实例

map<string, int> m;
m.insert(map<string, int>::value_type("hello", 37));

五、完整代码

.h

#ifndef TEXTUTILS_H
#define TEXTUTILS_H
#include <string> // string getline
#include <vector> // vector
#include <fstream> // ifstream
#include <iostream> // cout endl
#include <stdlib.h> // exit
#include <locale> // tolower
#include <map> // map

using namespace std;

class TextUtils
{
    public:
        TextUtils();
        virtual ~TextUtils();
    public:
        // 静态方法：单词统计
        static map<string, int>* wordStatistics(string filename, string filter = ",.:;?"!");
    private:
        // 按照段落划分
        void paragraphs(ifstream& ifs, vector<string>* p);
        // 获取单词集合
        void words(vector<string>* p, vector<string>* w, const string filter = ",.:;?"!");
        // 小写替换
        void lower(vector<string>* w);
        // 计数
        void counter(map<string, int> *out, vector<string> *in);
};

#endif // TEXTUTILS_H

.cpp

#include "TextUtils.h"

map<string, int>* TextUtils::wordStatistics(string filename, string filter) {
    TextUtils utils;
    ifstream fin(filename.c_str(), ios::in);
    // 判断文件是否存在
    if(!fin) {
        exit(-1);
    }
    // 声明段落容器
    vector<string> p;
    utils.paragraphs(fin, &p);
    // 声明字母容器
    vector<string> w;
    utils.words(&p, &w);
    // 大小写转换
    utils.lower(&w);
    // 声明返回指针
    map<string, int> *m = new map<string, int>;
    utils.counter(m, &w);

    return m;
}

void TextUtils::paragraphs(ifstream& ifs, vector<string>* p) {
    string temp;
    while(getline(ifs, temp, '/n')) {
        if(temp.size())

            p->push_back(temp);
    }
}

void TextUtils::words(vector<string>* p, vector<string>* w, const string filter) {
    for(vector<string>::iterator it=p->begin(); it != p->end(); ++it) {
        string paragraph = *it;
        string::size_type pos = 0, prev_pos = 0;
        while((pos = paragraph.find_first_of(' ', pos)) != string::npos) {
            w->push_back(paragraph.substr(prev_pos, pos-prev_pos));
            prev_pos = ++pos;
        }
        w->push_back(paragraph.substr(prev_pos, pos-prev_pos));
    }

    // 遍历字母中的标点，删除
    for(vector<string>::iterator it = w->begin(); it != w->end(); ++it) {
        string::size_type pos = 0;
        while((pos = (*it).find_first_of(filter, pos)) != string::npos) {
            (*it).erase(pos, 1);
        }
    }
}

void TextUtils::lower(vector<string>* w) {
    string caps("ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ");
    for(vector<string>::iterator it = w->begin(); it != w->end(); ++it) {
        string::size_type pos = 0;
        while((pos = (*it).find_first_of(caps, pos)) != string::npos) {
            (*it)[pos] = tolower((*it)[pos]);
        }
    }
}

void TextUtils::counter(map<string, int> *out, vector<string> *in) {
    for(vector<string>::iterator it = in->begin(); it != in->end(); ++it) {
        // 如果单词不存在，则在容器中插入新值。否则做自增操作
        if(!out->count(*it)) {
            out->insert(map<string, int>::value_type(*it, 1));
        } else {
            ++((*out)[*it]); // ++i的效率高于i++
        }
    }
}

总结：通过一个不难么简单例子作为C++学习的启蒙或许对有些初学者来说不那么友好。不过，我之所谓选择已这个例子因为它恰恰展现了这门语言的特点：高效。