【C++程序员的自我修炼】string 库中常见的用法（一）

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剑气已横秋

目录

string 库的简介

string 的一些小操作

构造函数的使用

拷贝构造的常规使用

指定拷贝内容的拷贝构造

拷贝字符串开始的前 n 个字符

用 n 个字符初始化

计算字符串的长度

string 的三种遍历方式

常规的for循环

operator[]运算符重载

迭代器遍历

auto 自动类型推导

string 的追加字符或字符串

从 string 末尾插入一个字符

string 的追加一个字符串

契机 ✨

我们在 C语言阶段中，字符串是以 \0 为结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些 str 系列的库函数（比如说：strlen、strcpy），但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合 OOP （面向对象）的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。

举个栗子~比如 strcpy 在 C语言 中我们知道这个函数的作用是将一块空间拷贝到另一块空间

首先两个空间都需要自己提供，而且要保证目标的空间和拷贝空间是一样大的或者比它大的

以上的例子我们将 s1 拷贝到 s2 中，如果 s2 的空间小于 s1，strcpy 是不会管的，这个时候就会发生越界访问，像这类我们既要管空间又要管方法的函数用起来是很麻烦的

为了方便、快捷的进行我们字符串的编程，在我们 C++ 中就提供了字符串类也就是 string

为了更好的学习 string ，我们最好要学会看 string 库的文档：string 文档

string 库的简介

string 是表示字符串的字符串类

该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作 string 的常规操作

通过以上的文档信息我们可以知道：

string 其实就是一个模板，而 basic_string 就是模板类的别名：

typedef basic_string<char, char_traits, allocator> string

这里还有个点需要注意：

string 不能操作多字节或者变长字符的序列

剩下的就是别忘记包头文件哦（#include<string>） ~ 还有域限定符

string 的一些小操作

构造函数的使用

我们知道 string 是一个类，那么我们以前在类中的常规操作在 string 中能直接用吗？

-- 比如说：拷贝构造

我们发现 string 的设计其实是有点冗余的，单单一个拷贝构造其形式竟有 7 中之多

先来看一下我们熟悉的那几种的拷贝构造的用法

拷贝构造的常规使用

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;void TestString()
{// 创建一个 string 类string s1;// 构造string s2("hello world");cout << s2 << endl;// 拷贝构造string s3(s2);cout << s3 << endl;// 赋值构造string s4;s4 = s2;cout << s4 << endl;// 隐式类型转化，将字符串类型传化成自定义类型string s5 = "hello world";cout << s5 << endl;
}int main()
{TestString();return 0;
}

因为 string 库中已将帮我们写好了，我们放心用即可~

指定拷贝内容的拷贝构造

string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);

我们先来分析以上代码，参数提供了一个字符串和两个无符号整型，结合文档我们不难理解：

从 str 字符串的第 pos 位置开始拷贝，直到拷贝完 npos 个字符结束

如果 npos 超出了 str 后面的字符长度就拷贝到结尾，如果不写 npos 默认拷贝考结尾

我们来验证一下:

void TestString()
{string s1("I Love You");string s2(s1, 2, 4);cout << s2 << endl;string s3(s1, 2, 15);cout << s3 << endl;string s4(s1, 2);cout << s4 << endl;
}

先分析：
s1 是我们从第二个位置开始拷贝的，拷贝长度为 4 个字节也就是 Love

s2 是我们从第二个位置开始拷贝的，但是拷贝的字符长度超出了 str 后面的长度，所以是拷贝剩下的所有字符，也就是 Love You

s3 是我们从第二个位置开始拷贝的，没有写 npos 参数，所以是拷贝剩下的所有字符，也就是 Love You

注意：这里传的 pos 位置是下标哦 ~

这里可能有老铁会问，为什么 npos 不传参就是拷贝剩下的全部呢？

我们这里先看一下文档：

因为不传参，编译器就会给系统默认的值，也就是 -1

static const size_t npos = -1;

注意：这里的 -1 并不是真正的 -1，为什么无符号整会有负数？因为 -1 存的是它的补码就是全 F 。整型的范围大概是 21亿多，而 size_t 就是 42亿多。可想而知 npos 的值有多大！

我们简化来看其实不传 npos 的本质和传超过 str 的长度的 npos 是一样的，但是会比较方便

拷贝字符串开始的前 n 个字符

string (const char* s, size_t n);

这个比较简单我们直接测试一下吧

void TestString()
{string s1("I Love You", 6);cout << s1 << endl;
}

用 n 个字符初始化

string (size_t n, char c);

这个比较简单我们直接测试一下吧

void TestString()
{string s1(10, 'x');cout << s1 << endl;
}

string 设计的有些许冗余，我们只要掌握常规的构造就行，其他的方法最好也要了解一下

计算字符串的长度

为了更好的学习这两个函数，我们先参考一下文档：

我们发现这两个函数的功能都是一样的，都是返回 \0 之前的字符串长度：

void TestString()
{string s1("Hello World");cout << s1.size() << endl;cout << s1.length() << endl;
}

那么有两个都可以用，那么最好用哪一个呢？ -- 建议用 size（与 STL 库对应）

在这里穿插讲个题外的小故事，C++ 委员初次设计 string 的时候是朝着 STL 方向去做的，当时惠普工作室已经有了一套模板库 -- STL，C++ 委员会觉得很好就规定为标准了。

大家可以看到 string 的许多设计和 STL 是一样的，比如说 -- 迭代器

length 算是 string 的专属，对于 STL 库中计算长度就只有 size

为了与 STL 同步，我们最好在 string 也用 size

string 的三种遍历方式

常规的for循环

void TestString()
{string s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i];}
}

operator[]运算符重载

这里我想问各位老铁一个问题为什么字符串能 [ ] 访问单个字符呢？

-- 因为 [ ] 符号重载了

其实本质是这样的

s1.operator[](i)

这样就可以像数组一样访问

我们可以看看 operator[ ] 的底层逻辑

class string
{
public:char& operator[](size_t i){assert(i < _size);return _str[i];}
private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};

这里的 & 除了减少拷贝外，还有修改返回对象的良效

我们来看：

void TestString()
{string s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.size(); i++){s1[i]++;cout << s1[i];}
}

这样我们不仅能访问字符串的元素还能修改！！！

还有一点如果我们的数组发生了越界，string 是可以检查出来的

错误示范：

void TestString()
{string s1("hello world");s1[20];
}

string 会报错提示，如果是平时我们数组越界是检查不出来的访问的是其他空间的值

所以 string 有点香 ~

迭代器遍历

我们先来了解一下迭代器的基本原理（先来参考一下文档）

现阶段我们这样片面的理解为：就是类似于两个指针，begin() 指向字符串的首字符，end()指向字符串的末字符 ~

注意：begin()、end() 并不是指针（只是用法类似），它们的主要内容我们在下篇 STL库再来讲：

我们可以先看看它们的类型：（typeid().name()显示一个对象的类型）

cout << typeid(it1).name() << endl;

打印出来就是这一长串 “东西” ，别急以后会解释，接下来我们实现一下迭代器的遍历方法

void TestString()
{string s1("hello world");string::iterator it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()){cout << *it1;it1++;}cout << endl;
}

这样就写完了 ~ 感觉不如第一种写法简洁，但是以后的用处很大比如：可以遍历链表和树形等

我们可以先来感受一下：

#include<iostream>
#include<list>
using namespace std;void Test()
{list<int> lt1;lt1.push_back(1);lt1.push_back(2);lt1.push_back(3);list<int>::iterator it = lt1.begin();while (it != lt1.end()){cout << *it << " ";it++;}
}int main()
{Test();return 0;
}

或者以后写快排的时候也可以写迭代器：

sort(a.begin(), a.end());

表示对整个数据元素进行排序

void TestString()
{string s1("hello world");string::iterator it1 = s1.begin() + 6;while (it1 != s1.end()){cout << *it1;it1++;}cout << endl;
}

我们还可以通过改变迭代器的位置来达到我们想要的遍历效果

总结：

begin：任何容器返回第一个数据位置的iterator

end：任何容器返回最后数据的下一个位置的iterator

我们可以通过改变迭代器的始末位置来达到遍历需求

auto 自动类型推导

void TestString()
{string s1("hello world");for (auto i : s1){cout << i;}cout << endl;
}

最简单的遍历方式，不过也有局限性 -- 只能从头遍历到尾（注意：底层是迭代器哦 ~ ）

string 的追加字符或字符串

从 string 末尾插入一个字符

void TestString()
{string s1("hello world");s1.push_back('!');cout << s1 << endl;
}

相当于我们在链表中学的尾插，不过只能插入一个字符哦 ~

string 的追加一个字符串

个人感觉 string 的这个设计也有些冗余，其实 push_back 传个 char*s 就够了（疯狂吐槽）

我们来看一下 append 的用法：

void TestString()
{string s1("hello ");string s2("world");cout << s1.append(s2) << endl;
}

讲到这里我再来介绍一下另一种方式（运算符重载 += ）

我们来看一下，这里追加字符或者字符串都是可以的

void TestString()
{string s1("hello ");s1 += "world";cout << s1 << endl;s1 += '!';cout << s1 << endl;
}

先介绍到这里啦~

有不对的地方请指出💞