＜C++＞STL-＞string

string类的由来

这是string的定义：

string类是模板实例化后的别名，basic_string是字符串类模板，常见的字符串类型有wchar_t char char16_t
char32_t ，basic_string类针对的是所有字符串类型设计出来的一个模板，而我们通常使用的字符串类型是char,模板实例化为char的类命名为string。

为什么要有string类？

string更符合C++面向对象的设计，将对数据的处理和数据封装在一起
对字符串进行操作时使用string不需要考虑空间不够的问题，string类会自动扩容
string类成员函数的可读性更强，操作更简便

string类的使用

string类文档

使用string类需要进入头文件#include <string>,并指定标准命名空间std

string的成员函数非常多，下面介绍常用的

构造函数

void test_string1()
{string s1;cout << s1 << endl;//空串string s2("hello world");cout << s2 << endl;//hello worldstring s3(s2);cout << s3 << endl;//hello worldstring s4(s3, 6, 5);cout << s4 << endl;//worldstring s5("hello world", 6, 5);cout << s5 << endl;//worldstring s6(s2.begin(), s2.end());//使用迭代器初始化[h,/0)cout << s6 << endl;//hello worldstring s7(4, 'a');cout << s7 << endl;//aaaa
}

复制重载

void test_string2()
{string s1("abcdef");string s2("123456");cout << s2 << endl;	//123456s2 = s1;cout << s2 << endl;	//abcdefs2 = "hello";cout << s2 << endl;	//hellos2 = 'c';	cout << s2 << endl;	//c
}

迭代器

迭代器STL六大组件之一，迭代器（iterator），是确使用户可在容器物件（container，例如链表或数组）上遍访的物件[1][2][3]，设计人员使用此接口无需关心容器物件的内存分配的实现细节。

迭代器是一种方便使用者遍历所有容器通用的一个方法。使用者可以通过迭代器遍历所有的容器。

STL所有容器的迭代器都可以分为下面的种类

我们主要使用begin,end,rbegin,rend这四个迭代器，它们重载了const成员函数

begin/end

begin/end是正向迭代器，每次结束begin()指向的是容器第一个元素，end指向容器最后一个元素后面一个位置。
string::iterator it++代表it指向容器的下一个数据

string s1("hello world");
const string s2("I am constant");string::iterator it = s1.begin();//it是一个迭代器，是s1对象起始位置的迭代器
while (it != s1.end())	//当it为s1终止位置的迭代器时说明it已经将s1遍历完
{cout << *it << " ";//迭代器的用法类似与指针it++;//迭代器指向下一个数据
}cout << endl;string::const_iterator cit = s2.begin();//调用的是const成员函数begin()
while (cit != s2.end())
{cout << *cit << " ";cit++;
}cout << endl;

rbegin/rend

	string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();//rit是一个反向迭代器，指向容器最后一个数据while (rit != s1.rend()) //rit为s1起始位置时说明已经将s1反向遍历完成{cout << *rit << " ";rit++;//反向迭代器++是指向前一个数据}cout << endl;string::const_reverse_iterator crit = s2.rbegin();while (crit != s2.rend()){cout << *crit << " ";crit++;}cout << endl;
}

运行结果：

**注意：**cbegin,cend,crbegin,crend是针对const string专门设计的迭代器，但是C++11已经重载了begin等函数的const成员函数，因此可以直接使用begin处理const string

void test_string4()
{string s("hello world");cout << s.size() << endl;cout << s.length() << endl;cout << s.max_size() << endl;cout << s.capacity() << endl;
}

resize:调整字符串大小

如果n比当前对象有效元素长度小，则当前对象只保留前n个字符，删掉其余字符
如果n比当前对象有效元素长度大，则用指定的字符填充字符串直到字符串的长度等于n，若无指定字符则使用\0填充。
如果n比当前容量大，则扩容到n个有效空间，并用指定字符填充空间
resize影响容量,也影响内容

void test_string5()
{string s("hello world");s.resize(5);cout << s << endl;//hellocout << s.size() << endl;//5cout << s.capacity() << endl//15;s.resize(7, 'x');cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;cout << s << endl;
}

运行结果：

reserve:请求更改容量

求将字符串容量调整为计划的大小更改，长度最多为 n 个字符。
如果 n 大于当前字符串容量，该函数会使容器将其容量增加到 n 个字符（或更大）。
如果n小于等于当前字符串容量，会被视为不具有约束力的请求，容器可自由实现(VS下不会进行缩容,g++下会缩容,但是它们都不会删除数据)。
该函数不能改变字符串的长度和内容,只会影响容量.
reserve最大的价值是提前开好空间减少多次扩容的消耗.

clear:清理字符串

clear不会改变字符串的容量

void test_string6()
{string s("hello world");s.reserve(20);cout << s << endl;cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;s.reserve(10);cout << s << endl;cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;s.clear();cout << s << endl;cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;//不改变capacity
}

运行结果：

VS下由于内存对齐reserve函数实际申请的空间比需要的空间大

empty:测试字符串是否为空

访问元素类函数

operator[]：获取pos处的字符

pos的值应该属于[0, size()]
若pos==size(),不应该更改pos处的值，因为此时pos处为\0
当pos不合法时，operator[]会调用assert终止程序

at:获取pos处的字符

和operator[]注意点一样，不同的是当pos不合法时，at会抛异常终止程序。

back:获取字符串最后一个字符

front:获取字符串第一个字符

void test_string7()
{string s("hello world");for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){cout << s[i] << " ";}cout << endl;for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){cout << s.at(i) << " ";}cout << endl;	cout << s.back() << endl;cout << s.front() << endl;
}

运行结果：

若不指定删除字符个数，默认删除npos个字符
无符号的-1相当于INT32_MAX,因此erase若不指定删除字符个数默认将pos后面所有字符全部删除。

swap:交换字符串值

string中单独实现的swap算法效率比alogrithm里的swap效率高(不涉及深拷贝)

pop_back:删除最后一个字符

void test_string8()
{string s1("hello ");string s2("world");s1 += s2;cout << s1 << endl;s1 += "!!!";s1 += '!';cout << s1 << endl;//hello world!!!!string s3("apple");s3.append(s1, 1, 3);cout << s3 << endl;//appleellconst char* str = " pea";s3.append(str, 4);cout << s3 << endl;//appleell peastring s4;s4.append(s3.begin(), s3.end());cout << s4 << endl;//apple peastring s5;s5.push_back('a');s5.push_back('b');s5.push_back('c');s5.push_back('d');cout << s5 << endl;//abcds5.assign(s3, 9, 3);//覆盖s5的内容cout << s5 << endl;//peastring s6("hello");string s7(" world");s6.insert(1, "abcde", 3);cout << s6 << endl;//habcellos6.assign("hello");s6.insert(s6.size(), s7);cout << s6 << endl; //hello worldstring s8("hello world");s8.erase(5);cout << s8 << endl; //hellostring s9("apple");string s10("pea");s9.swap(s10);		cout << "After swap:s9 = " << s9 << ";s10 = " << s10 << endl;//s9=pea;s10=applestring s11("apple");s11.pop_back();s11.pop_back();cout << s11;
}

运行结果：

其他操作

c_str:获取C风格字符串

find:在字符串中查找内容

字符串第一个字符被视为匹配的起始位置
pos若比len大，则不会查找
如果找到对应的字符串，返回第一个匹配的第一个字符的位置
如果没有找到对应的字符串，返回npos

rfind:找到字符串中最后一次出现的内容

字符串最后一个字符将被视为匹配的起始位置
任何一个比length大的pos值意味着完整的字符串将被搜索
若查找到，则返回最后一次匹配的第一个字符的位置
若没有查找到，则返回npos.

find_first_of:在string中查找字符

在字符串中搜索与其参数中指定的任何字符相匹配的第一个字符。
string对象第一个字符被视为匹配的起始位置
pos比length大则不会查找
在string中寻找匹配s或str任何字符
若搜索到则返回第一个匹配字符的位置
若没有搜索到返回npos

find_last_of:在string中从后往前查找字符

在字符串中搜索与其参数中指定的任何字符相匹配的最后一个字符。
string中最后一个字符被视为匹配的起始位置
任何一个比length大的值意味着完整的string将被搜索
若搜索到返回最后一个匹配字符的位置
为搜索到返回npos

substr:获取子串

如果pos等于对象长度，返回一个空串
如果pos大于对象长度，抛异常

void test_string10()
{string s("https://cplusplus.com/reference/string/string/find/");size_t pos = s.find("/");//返回"cplus"第一次出现的位置if (pos != string::npos){cout << pos << endl;}size_t rpos = s.rfind("/");if (rpos != string::npos){cout << rpos << endl;//50}size_t apos = s.find_first_of("abcdef");if (apos != string::npos){cout << apos << endl;//8}string s1("I like eating apples!");size_t find = s1.find_first_of("aeiou");while (find != string::npos){s1[find] = '*';find = s1.find_first_of("aeiou", find + 1);}cout << s1 << endl;string s2("user/bin/man");cout << "Splitting:" << s2 << endl;size_t found = s2.find_last_of("/\\");if (found != string::npos){cout << "Path:" << s2.substr(0, found) << endl;cout << "File:" << s2.substr(found + 1) << endl;}s = "https://cplusplus.com/reference/string/string/find/";size_t pos1 = s.find(":");string protocols = s.substr(0, pos1);cout << protocols << endl;size_t pos2 = s.find("/", pos1 + 3);string domain = s.substr(pos1 + 3, pos2 - pos1 - 3);cout << domain << endl;string source = s.substr(pos2 + 1);cout << source << endl;
}