探索c++：string常用接口 迷雾

 

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一、string类

这里我们对string类进行一个简单的总结：

  • 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。
  • string在底层实际是：
//string是basic_string模板类的别名
typedef  basic_string<char, char_traits, allocator>   string;
  • 不能操作多字节或者变长字符的序列。

这里有一个需要注意的点：
在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

二、string类的常用接口

2.1  string对象常见构造（constructor）

(constructor)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
string(const string&s)（重点） 拷贝构造函数
2.1.1  string（）
  • 构造空的string对象，即空字符串
//空构造函数
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1;cout << s1 << endl;return 0;
}
 2.1.2  string(const char* s)
  • 用C-string来构造string类对象
//常量字符串                                           
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;return 0;
}

 其实相当于将常量字符串拷贝到str中

 2.1.3  string(size_t n, char c)
  • 用n个相同的字符c去构造string类对象
//创建一个包含 5 个重复字符 'a' 的字符串
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1(5,'a');cout << s1 << endl;return 0;
}

 2.1.4  string(const string&s) 
  • 拷贝构造（深拷贝），只有调用默认拷贝构造才是浅拷贝
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;string s2(s1);cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;cout << &s1 << endl;cout << &s2 << endl;return 0;
}

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

  • 拷贝一个string类对象，读取从他的第pos个位置开始的往后的len个字符
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;string s2(s1, 6, 3);cout << s2 << endl;return 0;
}

注：

如果拷贝的字符数量大于字符串的字符个数的话，就全部打印完；如果不给值，则是缺省值npos，值为-1，也是全部打完。

 2.2  string类对象的容量操作（Capacity）

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
2.2.1  size和length

  • size和length其实是一样的， 都代表字符串的长度，但是早期STL还没出现的时候，strling类用的是length，但是后来STL出来后，里面大部分都是用的size，所以为了保持一致性又造了一个size出来，平时用哪个都可以的。

用法如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.length() << endl;cout << s1.size() << endl;return 0;
}

注意：这里计算出来的是有效字符个数，也就是说不包括’\0’

2.2.2  capacity

  • 表示string当前的容量，一般来说是默认不算上’\0'

用法如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.capacity() << endl;return 0;
}

注：vs用的是PJ版STL，字符串会先被存在_Bx数组中，是char[16]类型，超过之后才会去动态开辟空间，第一次开辟空间是32，然后从32开始进行1.5倍扩容。而g++是SGI版STL，直接就是从0开始，然后根据情况直接开始扩容，从0开始进行2倍扩容。

2.2.3  empty

  • 字符串为空返回1，不为空返回0

用法如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.empty() << endl;return 0;
}

2.2.4  clear

  • 清空字符串
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1.clear();cout << s1 << endl;return 0;
}

2.2.5  reverse

  • 作用是开空间，扩容
  1. 如果 n 大于当前字符串容量（capacity），则该函数会导致容器将其容量增加到 n 个字符（或更大）。 
  2. 在所有其他情况下，它被视为一个非约束性的缩减字符串容量请求：容器实现可以自由优化，保持字符串的容量大于n。
  3. 此函数对字符串长度没有影响，也无法更改其内容。(当n小于对象当前的capacity时，什么也不做)
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;//1.5倍扩容s1.reserve(30);cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;return 0;
}

  • 扩容不会改变size()。 
  • vs根据1.5倍的扩容规则，至少会扩容到超过你的要求。如果是g++的话，就是2被扩容。
2.2.6  resize 

  • 改变size，减少的话就是变少（不会改变容量），如果增多的话就可能会扩容顺便帮助我们初始化，第一个版本的话初始化补\0，第二个版本的话就是初始化c字符
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;s1.resize(30);cout << s1.capacity() << endl;cout << s1.size() << endl;return 0;
}

总结：

  • **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(),它的长度不包括\0。
  • clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
  • 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。
  • 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。

2.3 string类对象的访问及遍历操作（Iterators）

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

2.3.1   operater[ ]  和 at()
  • 返回该位置的字符

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string const s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.length(); i++){cout << s1[i];}cout << endl;return 0;
}

注：用[ ]越界是断言错误。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string const s1("hello world");for (int i = 0; i < s1.length(); i++){cout << s1.at(i);}cout << endl;return 0;
}

注：at（）越界时候报的是非法。

2.3.2 迭代器（iterator）遍历

迭代器有两种，还有一个叫做反向迭代器，就是从尾部开始遍历,我们这里介绍正向迭代器
iterator是一个类型定义在string里面，所以它要指定类域，才能取到。
begin是开始的指针，end是指向‘\0’的指针，注意是左闭右开！！ 

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");for (string::iterator i = s1.begin(); i != s1.end(); i++){cout << *i;}cout<<endl;return 0;
}

反向迭代器就是从后开始往前移动：
这里要引出的是 reverse_iterator 其实这里的rbegin是字符串的最后一个位置（不是\0)，并且这里的指针也是++，向前移动。

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");for (string::reverse_iterator i = s1.rbegin(); i != s1.rend(); i++){cout << *i;}cout<<endl;return 0;
}

注：迭代器像指针，但不是指针。

2.3.3  范围for
  • 自动取容器中的数据，赋值给e，自动迭代，自动往后走，自动结束。
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");for (auto e:s1){cout << e;}cout<<endl;return 0;
}

注：for循环的底层实现就是迭代器！

2.4 string类对象的修改操作（Modifiers）

2.4.1  push_back
  • 在字符串尾插字符C
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");s1.push_back('!');cout << s1 << endl;return 0;
}

2.4.2  append
  • append尾插，可以插入字符串
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");s1.append(" hhhh!");cout << s1 << endl;return 0;
}

2.2.3 operator+=
  • operator+=可以实现在字符串后面追加字符或者字符串，并且函数的可读性更高，所以我们一般选择使用+=来实现对对象的追加
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");s1+=(" hhhh!");cout << s1 << endl;s1 += ('x');cout << s1 << endl;return 0;
}

2.2.4  assign（了解即可）
  • assign赋值，字符覆盖
void test_string9() {// 创建一个初始内容为"xxxxxxx"的字符串strstring str("xxxxxxx");// 创建一个基础字符串base，string base = "The quick brown fox jumps over a lazy dog.";// 使用assign方法将base的全部内容赋给str，替换str原来的内容str.assign(base);// 输出赋值后str的内容cout << str << '\n';// 第二种用法：使用assign方法从base的第5个字符开始截取10个字符，并将这10个字符赋给strstr.assign(base, 5, 10);// 输出截取并赋值后str的内容cout << str << '\n';
}

2.2.5   insert
  • insert都是在当前位置的前面插入
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1.insert(0, "abc");cout << s1 << endl;return 0;
}

2.2.6  erase

  • erase删除:表示第pos个位置开始后len个字符删除，len的默认值是npos
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1.erase(5, 2);cout << s1 << endl;return 0;
}

2.2.7  replace

  • replace替换:将pos位置开始的len个字符替换成字符串
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1.replace(6, 1, "xx");cout << s1<< endl;return 0;
}

2.2.8  swap
  • 交换2个string类对象的指针指向
void test_string9()
{string s2("hello world hello abcd");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;
}

总结：

  • 在string尾部追加字符时，s.push_back / s.append() / += 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。
  • 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。

2.5 string类对象的操作（operations）

c_str(重点)
返回c格式的字符串
find 
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
2.5.1  c_str
  • 以C语言的方式打印字符串
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.c_str() << endl;return 0;
}

注：不能通果c_str 返回的指针去修改字符串，因为它指向的是常量区域。

2.5.2  find
  • find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,如果没有找到会返回npos
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("file.cpp");size_t pos1 = s1.find('.');if (pos1 != string::npos){string suffix = s1.substr(pos1);cout << suffix << endl;}else{cout << "没找到后缀" << endl;}return 0;
}

 

2.5.3  refind
  • rfind从字符串pos位置开始向前找字符c，返回该字符在字符串中的位置,如果没有找到会返回npos
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("file.cpp.tar.zip");size_t pos1 = s1.rfind('.');if (pos1 != string::npos){string suffix = s1.substr(pos1);cout << suffix << endl;}else{cout << "没有后缀" << endl;}return 0;
}

 

2.5.4  substr
  • 在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");cout << s1.substr(3, 4) << endl;cout << s1.substr(3, 12) << endl;
}

如何利用上面接口，区分开网站的协议，域名，网址呢？

void test_string10()
{string url1("https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/substr/");string protocol, domain, uri;//协议，域名，网址size_t i1 = url1.find(':');if (i1 != string::npos){protocol = url1.substr(0, i1 - 0);cout << protocol << endl;}size_t i2 = url1.find('/',i1+3);if (i2 != string::npos){domain = url1.substr(i1+3, i2-(i1+3));cout << domain << endl;uri = url1.substr(i2+1);cout << uri << endl;}
}

2.6  string类非成员函数

其实这里用的不多，不做过多的讲解
但是这个getline函数是可以用到一些题目中来读取字符串的，他遇到换行符就会停止读取，遇到空格不会.

 2.6.1  getline

获得一个字符串(hello word!)里面最后一个单词的长度

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{string line;// 不要使用cin>>line,因为会它遇到空格就结束了// while(cin>>line)while (getline(cin, line)){size_t pos = line.rfind(' ');cout << line.size() - （pos+1) << endl;}return 0;
}

 

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