【C++之string类】

C++学习笔记---009

  • C++知识string类
    • 1、String类
      • 1.1、为什么要学习string类？
      • 1.2、string的背景介绍
      • 1.3、string类的小结
    • 2、标准库中的string类
      • 3.1、string类的常用接口说明
      • 3.2、string类常用接口的应用1
      • 3.3、string类常用接口的应用2
      • 3.4、string类常用接口的应用3
      • 3.5、string类常用接口的应用4
      • 3.6、string类常用接口的应用5
      • 3.7、string类常用接口的应用6
      • 3.8、string类常用接口的应用7
    • 4、string类编码机制
      • 4.1、编码机制概念
      • 4.2、典型的ASCII编码
      • 4.3、unicode万国码
      • 4.4、.gbk,GBK编码
    • 5、string类练习题
      • 5.1、字符串最后一个单词的长度
      • 5.2、字符串中第一个唯一的字符

C++知识string类

前言：
前面篇章学习了C++对于类和对象的认知知识，接下来继续学习，C++的关于string类等知识。
/知识点汇总/

1、String类

1.1、为什么要学习string类？

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。

1.2、string的背景介绍

  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。

1.3、string类的小结

  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<char, char_traits, allocator> string;
  4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。
    注意：在使用string类时，必须包含#include < string >头文件以及using namespace std;

2、标准库中的string类

3.1、string类的常用接口说明

< string >是C++标准程序库中的一个头文件，定义了C++标准中的字符串的基本模板类std::basic_string及相关的模板类实例
其中的string是以char作为模板参数的模板类实例，把字符串的内存管理责任由string负责而不是由编程者负责，大大减轻了C语言风格的字符串的麻烦。
比如一些string类对象的常见构造：

string()   //构造空的string类对象，即空字符串
string(const char* s)   //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)   //拷贝构造函数
//string类对象的常见赋值重载std::string::operator=
string& operator= (const string& str);
string& operator= (const char* s);
string& operator= (char c);

3.2、string类常用接口的应用1

#include <iostream>
using namespace std;
void test_string()
{string s0;string s1("hello world");string s2(s1);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;//赋值重载string s7;s7 = s5;cout << s7 << endl;
}
int main()
{test_string();return 0;
}

3.3、string类常用接口的应用2

//遍历，下标+[]--->本质是[]运算符重载
std::string::operator[]
//原型：
char& operator[] (size_t pos);
const char& operator[] (size_t pos) const;

这里的[ ]具备读写权限

//读
#include <iostream>
using namespace std;
void test_string2()
{string s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " " ;//等价于//cout << s1.operator[](i) << " " ;}cout << endl;
}
int main()
{test_string2();return 0;
}

//写
#include <iostream>
using namespace std;
void test_string3()
{string s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " ";//等价于//cout << s1.operator[](i) << " " ;}cout << endl;for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << ++s1[i] << " ";}cout << endl;//另一个原型,构成函数重载，隐含指针this指针不同，this和const this，并且，const的成员函数为只读const string s2("hello world!");//s2[0]++;//error -- const修饰的为只读cout << s2 << endl;string s3("hello world!");s3[0]++;cout << s3 << endl;
}
int main()
{test_string3();return 0;
}

3.4、string类常用接口的应用3

string除了size的遍历方式，还有另外两种遍历方式。

1.iterator迭代器(重点)
2.范围for

#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>
#include <list>
using namespace std;
void test_string4()
{string s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " ";}cout << endl;cout << s1.size() << endl;  //C++兼容C语言,所以size同样与strlen一样不包括'\0'标志位cout << s1.capacity() << endl;string s3("hello world");//遍历方式2：iterator迭代器,行为像指针一样的类型对象。string::iterator it3 = s3.begin();//首元素地址while (it3 != s3.end())//end()取的是最后一个有效字符的下一个位置。即，'\0'{cout << *it3 << " ";++it3;}cout << endl;//打印类型cout << typeid(it3).name() << endl;//迭代器的优势，迭代器相对于下标+[]，它可以解决遍历链表和树的结构。vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);vector<int>::iterator vt = v.begin();while (vt != v.end()){cout << *vt << " ";++vt;}cout << endl;list<int> lt;lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);list<int>::iterator it = lt.begin();while (it != lt.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//范围for，遍历容器for (auto e : s3){cout << e << " ";}cout << endl;for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;
}
int main()
{test_string4();return 0;
}

3.5、string类常用接口的应用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） 将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充

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。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void test_string1()
{string s1("hello world");cout << s1.size() << endl;  //C++兼容C语言,所以size同样与strlen一样不包括'\0'标志位cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.length() << endl;
}
void test_string2()
{string s1("hello world");//正向迭代器string::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//反向迭代器string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();while (rit != s1.rend()){cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;
}
//std::string::begin
//iterator begin();
//const_iterator begin() const;
void test_string3()
{string s1("hello world");//正向迭代器 -- 读写string::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){*it += 1;//读写cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//反向迭代器 --- 读写string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();while (rit != s1.rend()){*rit += 1;//读写cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;//const迭代器 --- 只读const string s2("hello world");//string s2("hello world");//string::iterator cit = s2.begin();string::const_iterator cit = s2.begin();while (cit != s2.end()){//*cit += 1;//只读cout << *cit << " ";++cit;}cout << endl;//const_reverse_iterator迭代器 --- 反向只读const string s3("hello world");string::const_reverse_iterator rcit = s3.rbegin();while (rcit != s3.rend()){//*cit += 1;//只读cout << *rcit << " ";++rcit;}cout << endl;
}//string类对象的容量操作
void test_string4()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;cout << s1.size() << endl;  //C++兼容C语言,所以size同样与strlen一样不包括'\0'标志位cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.length() << endl;cout << s1.max_size() << endl;//查看vs扩容机制string s;size_t sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << endl;cout << "making s grow:\n";for (int i = 0; i < 100; i++){s.push_back('c');if (sz != s.capacity()){sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << endl;}}//小结：//Vs扩容的倍率是以内存对齐的规则进行的，  //linux扩容的倍率是以给多少就扩多少的规则进行的，  //所以由编译器/环境决定。//清理数据cout << s1 << endl;s1.clear();cout << s1 << endl;cout << s1.size() << endl;  cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.length() << endl;//缩容s1.shrink_to_fit();//缩至,buffer大小cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.length() << endl;
}
//reserve --- 保留 --->明确大小的扩容 --> 手动
//reverse --- 反转 --->反向迭代器
//resize --- 改变size,也会扩容 --> 自动
//std::string::resize
//void resize (size_t n);
//void resize(size_t n, char c);
void test_string5()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;cout << s1.size() << endl; //s1.reserve(10);//s1.reserve(12);s1.reserve(30);//扩容cout << s1.capacity() << endl;//111//小结：适用于，知道所需的空间大小，提前开辟扩容空间。//reserve<size ---> 无效//size<reserve<capacity ---> 无效//reserve>capacity ---> 生效cout << "xxxxxxxxxxxxxxxxxx" << endl;string s2("hello world");cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;//11,size不包括'\0'cout << s2.capacity() << endl;//15s2.resize(8);cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;//8cout << s2.capacity() << endl;//15//s2.resize(12);//默认'\0's2.resize(12,'a');cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;//12cout << s2.capacity() << endl;//15//s2.resize(30);//默认'\0's2.resize(30, 'A');cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;//30cout << s2.capacity() << endl;//31 -- 因为capacity包括'\0'.所以实际是31//resize<size ---> 删除数据//size<resize<capacity ---> 插入数据默认'\0',或指定字符//resize>capacity ---> 扩容+插入
}

3.6、string类常用接口的应用5

string类对象的访问操作

operator[] --> 下标+[]
at
back
front

void test_string6()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;cout << s1[6] << endl;//等价cout << s1.operator[](6) << endl;//at与下标+[]基本相同，不同在于对于越界的检查有所不同。cout << s1.at(6) << endl;//不同在于对于越界的检查有所不同。//抛异常捕获验证try{//访问越界的报错反馈不同。//s1[15];//s1.at(15);}catch (const exception& e){cout << e.what() << endl;}
}

3.7、string类常用接口的应用6

string类对象的修改操作

operator+= 重点
append
push_back
assign
insert
erase
replace
swap
pop_back

void test_string7()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;//尾插s1.push_back('!');cout << s1 << endl;//追加/附加字符串s1.append("???");cout << s1 << endl;string s2("  bit ");s1.append(s2);cout << s1 << endl;s1.append(s2,2,1);cout << s1 << endl;cout << "xxxxxxxxxxxx" << endl;//s1.append(s2.begin(), s2.end());//还有迭代器的重载函数的使用形式。//并且迭代器的优势，在于可读写s1.append(++s2.begin(), --s2.end());cout << s1 << endl;//相对于前两种，更常用+=s2 += 'o';s2 += "abc";cout << s2 << endl;string s3(" hello ");s2 += s3;cout << s2 << endl;
}

assign --> 赋值、分派、布置、指定

void test_string8()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1.assign("abcdef");//覆盖数据，改写为指定内容，可扩容cout << s1 << endl;
}

std::string::insert
std::string::erase
std::string::replace
std::string::find

void test_string9()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;//插入s1.insert(0,"abcdef ");//覆盖数据，改写为指定内容，可扩容cout << s1 << endl;//删除s1.erase(5,3);cout << s1 << endl;//替换s1.replace(5, 1, "20%");cout << s1 << endl;cout << "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" << endl;string s2("hello world hello bit ");cout << s2 << endl;size_t pos = s2.find(' ');//npos//如果你指的是npos，那么它是std::string类中的一个静态常量，用于表示未找到子字符串或字符的位置。//当使用find()成员函数或其他搜索函数时，如果未找到匹配的子字符串或字符，它们将返回std::string::npos。//npos是-1的补码。由于 size_t 是一个无符号整数类型，所以是一个正整数的超大值，超出了任何实际字符串可能具有的长度。while (pos != string::npos){s2.replace(pos, 1, "20%");pos = s2.find(' ');}cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;cout << "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" << endl;//虽然好用，但是追究底层来说，需要涉及挪动大量的数据，效率不高。//那么同样是解决替换空格，可使用+=的思路解决。s2.replace(0, 30, "hello world hello bit ");cout << s2 << endl;string s3;s3.reserve(s2.size());for (auto ch : s2){if (ch != ' '){s3 += ch;}else{s3 += "20%";}}cout << s3 << endl;s2.swap(s3);cout << s2 << endl;
}

std::string::c_str
将string字符串转换为C语言的字符数组
等价data
std::string::copy
拷贝string一部分内容到字符数组中

void test_string10()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;string filname("test.cpp");FILE* fout = fopen(filname.c_str(), "r");//cout << fout << endl;const char* str = s1.c_str();cout << str << endl;//size_t copy(char* s, size_t len, size_t pos = 0) const;char ch[10];size_t length = s1.copy(ch, 5);cout << length << endl;ch[length] = '\0';cout << ch << endl;
}

将string转回其它类型：stod()

void test_string16()
{int i = 1024;double d = 11.22;//其他类型转string类型string s1 = to_string(i);cout << s1 << endl;string s2 = to_string(d);cout << s2 << endl;//string转回其他类型string s3("66.6");double d2 = stod(s3);cout << d2 << endl;
}int main()
{test_string16();return 0;
}

3.8、string类常用接口的应用7

string运算符重载

void test_string12()
{string s1("filename.cpp");cout << s1 << endl;string s2 = "xxx";//const + char* 会隐式类型转换--》stringstring s3 = "yyy";string ret = s3 + s2;cout << ret << endl;string ss1 = "xxxx" + s2;string ss2 = s3 + "xxxx";string ret1 = ss1 + "yyyyy";string ret2 = ss2 + "yyyyy";cout << ret1 << endl;cout << ret2 << endl;
}

4、string类编码机制

4.1、编码机制概念

编码机制是一种将信息或数据转换成特定格式或代码的过程。
这个过程的核心目的是方便信息的存储、传输和处理。
编码机制广泛应用于计算机科学、信息论、通信等多个领域。
在计算机科学中，编码机制主要涉及将人类可读的字符（如文字、数字、符号等）转换为计算机能够识别的二进制代码。
这种转换过程称为编码，而反向过程（从二进制代码转换回原始字符）则称为解码。
例如，在ASCII编码中，每个字符都被分配了一个特定的二进制代码，这样计算机就能够理解并处理这些字符。
在通信领域，编码机制用于将模拟信号转换为数字信号，以便在信道中进行传输。
这种转换过程可以提高信号的抗干扰能力，降低传输误差，从而提高通信质量。
常见的编码方式包括差分编码、脉冲编码调制（PCM）等。
此外，编码机制还广泛应用于数据加密、图像处理、音频处理等领域。
例如，在数据加密中，编码机制可以用于保护数据的机密性和完整性；在图像处理中，编码机制可以用于图像的压缩和存储等。
总之，编码机制是一种重要的信息处理方式，它能够将原始信息转换为适合特定应用的格式或代码，从而实现信息的有效存储、传输和处理。

4.2、典型的ASCII编码

全称为American Standard Code for Information Interchange，即美国信息交换标准代码，是基于拉丁字母的一套电脑编码系统。
它主要用于显示现代英语和其他西欧语言，是最通用的信息交换标准，并等同于国际标准ISO/IEC 646。
它划分为两个集合：128个字符的标准ASCII码和附加的128个字符的扩充和ASCII码。
其中，标准ASCII码使用7位二进制数来表示所有的大写和小写字母、数字0到9、标点符号，以及在美式英语中使用的特殊控制字符。
扩充的ASCII码使用8位二进制数，总共可以表示256种可能的字符。
‘0’-- 48
‘a’-- 97
‘A’ – 65
空格 – 32

4.3、unicode万国码

unicode万国码：由统一码联盟开发，标定了计算机领域的编码标准
Unicode（统一码、万国码、单一码）是一种在计算机科学领域广泛使用的字符编码标准。
它解决了传统字符编码方案的局限性，为每种语言中的每个字符设定了统一且唯一的二进制编码，从而满足了跨语言、跨平台的文本转换和处理需求。

4.4、.gbk,GBK编码

gbk,GBK编码主要用于简体中文环境，能够覆盖绝大多数的中文字符，因此在中文环境中得到了广泛应用。
然而，它并不支持繁体中文和其他非中文语言字符，所以在多语言环境中可能不是最佳选择。
GBK（GB2312K）是中华人民共和国全国信息技术标准化技术委员会1995年12月1日制订，于1995年12月15日开始实施的汉字内码扩展规范，
扩展了GB2312标准，共收录了21003个汉字，它分为汉字区和图形符号区，其编码范围是从8140至FEFE（十进制），共划分为86个区号。
其编码范围超过了原GB2312标准，兼容GB2312。

5、string类练习题

5.1、字符串最后一个单词的长度

void test_string13()
{string str;cout << "请输入一段字符串:>" << endl;//cin >> str;//注意：cin和scanf一样，默认空格和换行就是结束了输入。//方法1：利用getchar()char ch = getchar();while (ch != '\n'){str += ch;ch = getchar();}//方法二：std::string::getlinegetline(cin, str);size_t pos = str.rfind(' ');cout << str.size() - (pos + 1) << endl;
}

5.2、字符串中第一个唯一的字符

void test_string14()
{class solution{public:int firstUniqChar(string s){int count[26] = { 0 };//统计次数for (auto ch : s){//映射count[ch - 'a']++;}//返回第一个唯一字符for (int i = 0; i < s.size(); i++){//绝对映射if (count[s[i] - 'a'] == 1)return i;}return -1;}};solution str;string s = "sgusvbauu";int ret = str.firstUniqChar("sgusvbauu");cout << s[ret] << endl;
}

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首先优化下之前的代码&#xff0c;把game/deck/p1.vue中修改卡组方法和渲染卡组文字方法提到公共方法中&#xff0c;此时utils/common.ts完整代码如下&#xff1a; import { nextTick } from vue; import * as THREE from three; import * as TWEEN from tweenjs/tween.js impo…
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哈希表（c++）

哈希表（c++）

1、介绍 哈希表&#xff0c;也称为散列表&#xff0c;是一种非常高效的数据结构。它通过将键&#xff08;Key&#xff09;映射到数组的特定位置来快速查找、插入和删除数据。这个映射过程由哈希函数&#xff08;Hash Function&#xff09;完成&#xff0c;该函数将键转化为一个…
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【JS】深度学习JavaScript

【JS】深度学习JavaScript

&#x1f493; 博客主页&#xff1a;从零开始的-CodeNinja之路 ⏩ 收录文章&#xff1a;【JS】深度学习JavaScript &#x1f389;欢迎大家点赞&#x1f44d;评论&#x1f4dd;收藏⭐文章 目录 一:JavaScript1.1 JavaScript是什么1.2 JS的引入方式1.3 JS变量1.4 数据类型1.5 …
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三款优秀的伪原创改写软件，为你高效创作

三款优秀的伪原创改写软件，为你高效创作

近年来&#xff0c;随着互联网内容的爆炸式增长&#xff0c;原创内容的重要性日益凸显。然而&#xff0c;对于许多写手和创作者来说&#xff0c;时间和灵感可能成为限制因素。为了解决这个问题&#xff0c;伪原创改写软件应运而生。这些软件利用先进的算法和自然语言处理技术&a…
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基于Java中的SSM框架实现多平台大学生创新团队管理系统项目【项目源码+论文说明】计算机毕业设计

基于Java中的SSM框架实现多平台大学生创新团队管理系统项目【项目源码+论文说明】计算机毕业设计

基于Java中的SSM框架实现多平台学生创新团队管理系统演示 摘要 大学生作为社会向前发展的源动力&#xff0c;必须与知识经济时代发展要求相适应&#xff0c;具有较强的创新能力。而未来社会迫切需要的是具有创新创业能力的人才。高素质人才应具有独立生存的自信心、不断创新的…
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PHP+MySQL开发组合：智慧同城便民信息小程序源码系统 带完整的安装代码包以及安装部署教程

PHP+MySQL开发组合：智慧同城便民信息小程序源码系统 带完整的安装代码包以及安装部署教程

当前&#xff0c;城市生活的节奏日益加快&#xff0c;人们对各类便民信息的需求也愈发迫切。无论是寻找家政服务、二手交易&#xff0c;还是发布租房、求职信息&#xff0c;一个高效、便捷的信息平台显得尤为重要。传统的信息发布方式往往存在信息更新不及时、查找困难等问题&a…
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Cesium安装部署运行

Cesium安装部署运行

目录 1.简介 2.Cesium项目下载 3.Cesium项目运行 4.cesium运行 1.简介 Cesium是国外一个基于JavaScript编写的使用WebGL的地图引擎。Cesium支持3D,2D,2.5D形式的地图展示&#xff0c;可以自行绘制图形&#xff0c;高亮区域&#xff0c;并提供良好的触摸支持&#xff0c;且支…
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