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文章目录

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前言

世上有两种耀眼的光芒，一种是正在升起的太阳，一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官，我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助，同时也希望各位看官能对我的文章给与点评，希望我们能够携手共同促进进步，在编程的道路上越走越远！

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

模板初阶的补充

一、C语言中的字符串

C语言中，字符串是以'\0'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， 但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP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。

二、标准库中的string类

2.1 string类(了解)

string类的文档介绍

1. 字符串是表示字符序列的类
2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
3. string类是使用char(即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信 息，请参阅basic_string)。
4. string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits 和allocator作为basic_string的默认参数(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
5. 注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个 类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。

总结：

1. string是表示字符串的字符串类
2. 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。
3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string string;
4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。

在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

2.2 string类的常用接口说明（注意下面我只讲解最常用的接口）

1. string类对象的常见构造

constructor(构造函数名称)	功能说明
string() （重点）	构造空的string类对象，即空字符串
string(const char* s) （重点）	用C-string来构造string类对象
string(size_t n, char c)	string类对象中包含n个字符c
string(const string&s) （重点）	拷贝构造函数

string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);
//在str字符串中，从pos位置开始，拷贝len个字符的长度
// npos：是-1，因为类型是无符号整型，所以是最大的整数

void test_string1()
{string s0;string s1("hello world");string s2(s1);//拷贝构造string s3(s1, 5, 3);string s4(s1, 5, 10);string s5(s1, 5);cout << s0 << endl;cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;cout << s3 << endl;cout << s4 << endl;cout << s5 << endl;string s6(10, '#');cout << s6 << endl;s0 = s6;cout << s0 << endl;
}int main()
{test_string1();return 0;
}

2.遍历string类类型的字符数组

方法一：下标 + [ ]

void test_string2()
{string s1("hello world");//遍历string类类型的字符数组：// 方法一：下标+[]   size:返回有多少个字符for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " ";//这两个是一样的//cout << s1.operator[](i) << " ";//返回第i个位置的字符}cout << endl;for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++){s1[i]++;//还可以对pos位置的字符进行修改}cout << endl;for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " ";}cout << endl;string s3("hello world");s3[0]++;cout << s3 << endl;cout << s3.size() << endl;cout << s3.capacity() << endl;
}int main()
{test_string2();return 0;
}

方法二：迭代器

void test_string2()
{string s3("hello world");s3[0]++;cout << s3 << endl;//方法二：迭代器string::iterator it3 = s3.begin();//begin:获取第一个字符的位置while (it3 != s3.end())//end:获取最后一个字符的下一个位置(是左闭右开的格式){cout << *it3 << " ";++it3;}cout << endl;it3 = s3.begin();while (it3 != s3.end()){*it3 -= 3;++it3;}cout << endl;cout << typeid(it3).name() << endl;//typeid：查看一个对象的类型
}int main()
{test_string2();return 0;
}

方法三：范围for循环

void test_string2()
{string s3("hello world");s3[0]++;cout << s3 << endl;// 底层就是迭代器for (auto e : s3){cout << e << " ";}cout << endl;
}int main()
{test_string2();return 0;
}

3.反向迭代器

void test_string3()
{string s1("hello world");//反向迭代器string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();while (rit != s1.rend()){cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;// 可读可写string::iterator it2 = s1.begin();while (it2 != s1.end()){*it2 += 3;cout << *it2 << " ";++it2;}cout << endl;// 只读const string s3("hello world");string::const_iterator it3 = s3.begin();while (it3 != s3.end()){// *it3 += 3;cout << *it3 << " ";++it3;}cout << endl;// const_reverse_iterator
}int main()
{test_string3();return 0;
}

4. string类对象的容量操作

函数名称	功能说明
size (重点)	返回字符串有效字符长度
length	返回字符串有效字符长度
capacity	返回空间总大小
empty (重点)	检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
clear (重点)	清空有效字符
reserve (重点)	为字符串预留空间**
resize (重点)	将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充

string容量相关方法使用代码演示

注意：

1. size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一 致，一般情况下基本都是用size()。
2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
3. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
4. reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于 string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。

先来看 reserve(预留空间) 和 clear(清除数据) 操作：

// reserve // 保留
// reverse // 反转 翻转
void test_string4()
{string s1("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");cout << s1.size() << endl;cout << s1.length() << endl;cout << s1.max_size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;// 查看扩容机制string s;s.reserve(100);//提前保留100个容量，有可能比100个容量多(它是手动扩容)size_t sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';//第一次显示堆区上capacity空间的大小cout << "making s grow:\n";for (int i = 0; i < 100; ++i){s.push_back('c');//如果一直尾插到capacity空间的大小不够用的话，capacity的大小会扩大(它是自动扩容)if (sz != s.capacity())//新的capacity大小与旧的capacity大小的比较{sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}cout << s1 << endl;cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;s1.clear();//clear：清理数据的，不回收空间cout << s1 << endl;cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;// 缩容s1.shrink_to_fit();cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;
}int main()
{test_string4();return 0;
}

再来看 resize 的操作：

void test_string5()
{string s1("hello worldxxxxxx");cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;// 比当前capacity大才会扩容s1.reserve(200);//reserve：改变的容量；resize：改变的sizecout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;cout << "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" << endl;string s2("hello worldxxxxxx");cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl << endl;s2.resize(10);//保留前10个数据cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl << endl;s2.resize(20);//size < 20 < capacity；保留了字符串，剩下的默认用'\0'来补充cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl << endl;s2.resize(100, 'x');// capacity < 100；扩容并插入'x'cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl << endl;
}int main()
{test_string5();return 0;
}

5. string类对象的访问及遍历操作

函数名称	功能说明
operator [] (重点)	返回pos位置的字符，const string类对象调用
begin + end	begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器
rbegin + rend	begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器
范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

string元素访问及遍历代码演示

6. string类对象的修改操作

函数名称	功能说明
push_back	在字符串后尾插字符c
append	在字符串后追加一个字符串
operator+=(重点)	在字符串后追加字符串str
c_str(重点)	返回C格式字符串
find + npos(重点)	从字符串pos位置开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置
rfind	从字符串pos位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置
substr	在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回

string中插入和查找等使用代码演示

注意：

1. 在string尾部追加字符时，s.push_back(c) / s.append(1, c) / s += 'c'三种的实现方式差不多，一般情况下string类的+=操作用的比较多，+=操作不仅可以连接单个字符，还可以连接字符串。
2. 对string操作时，如果能够大概预估到放多少字符，可以先通过reserve把空间预留好。

void test_string7()
{string s1("xhello world");s1.push_back('!');cout << s1 << endl;s1.append("hello bit");cout << s1 << endl;s1.append(10, 'x');cout << s1 << endl;string s2("  apple ");//s1.append(s2);//cout << s1 << endl;s1.append(++s2.begin(), --s2.end());cout << s1 << endl;string s3("hello world");s3 += ' ';s3 += "apple";cout << s3 << endl;
}int main()
{test_string7();return 0;
}

insert 、 erase 和 replace 的操作：

void test_string8()
{string s1("xhello world");cout << s1 << endl;s1.assign(" xxxxx");//assign：覆盖字符串的操作cout << s1 << endl;s1.insert(0, "yyyy");//在pos位置之前插入cout << s1 << endl;s1.erase(5, 3);//从第5个位置开始，向后删除3个字符cout << s1 << endl;s1.erase();//删除字符串cout << s1 << endl;string s2("hello world hello bit");/*s2.replace(5, 1, "20%");//从第5个位置开始，替换一个字符为%20cout << s2 << endl;*//*size_t pos = s2.find(' ');while (pos != string::npos){s2.replace(pos, 1, "20%");pos = s2.find(' ');//替换完了，继续查找' '字符}cout << s2 << endl;*/// insert/erase/replace// 能少用就要少用，因为基本都要挪动数据，效率不高string s3;s3.reserve(s2.size());//提前保留好空间(s2字符的数量)for (auto ch : s2){//如果ch变量等于空格，则把字符拷贝下来；否则，就将空格变为%20if (ch != ' '){s3 += ch;}else{s3 += "20%";}}cout << s3 << endl;s2.swap(s3);cout << s2 << endl;
}int main()
{test_string8();return 0;
}

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总结

好了，本篇博客到这里就结束了，如果有更好的观点，请及时留言，我会认真观看并学习。
不积硅步，无以至千里；不积小流，无以成江海。