C++STL详解（一）——String接口详解（上）！！！

一.string类介绍

二.string类的构造+赋值

2.1string类的拷贝和构造函数

2.2深拷贝

三.string类的插入

3.1push_back

3.2append

3.3+=操作符

3.4insert

四.string的删除

4.1pop_back

4.2erase

五.string的查找

5.1find

5.2rfind

六.string的比较

6.1compare函数

6.2关系操作符重载

七.string的替换

八.string的交换

九.后记

一.string类介绍

string类是CPP中STL中处理字符串的一个类，它给我们提供了丰富的接口以供于我们使用。

虽然我们传统的C库中有相关的函数以供于我们使用，但是由于操作起来比较麻烦，因此CPP中实现了string类。

string类所在的头文件为<string>

#include <string>

二.string类的构造+赋值

2.1string类的拷贝和构造函数

我们将构造具体的使用方法写在注释里。

在string类中，我们常用的构造和赋值如下：

	string();//构造空字符串string(const char* s);//复制指向s的字符序列string(size_t n, char c);//生成长度为n，全是c字符的字符串string(const char* s, size_t n);//复制s所指向的字符序列的前n个字符string(const string & str);//生成str的字符序列一样的字符串string(const string & str, size_t pos, size_t len = npos);//从str的pos位置复制len长的字符序列构造字符串string& operator= (const string & str);string& operator= (const char* s);

我们大家注意到，有一个无符号的整型len=npos，这里的npos其实是-1。它代表的是整型的最大值。

这里大家如果不理解的话可以如此理解:

11111111为有符号的-1的补码，但是在无符号整型中，我们不将它认作补码，而是8位全1的一个数，因此我们会将-1判定为 $2^8-1$ ，也就是8位的最大值。

下面我们通过实例化带大家体验这几个函数：

	string str1;//空字符串-->只有一个‘\0’的字符串string str2("woshikuku");//构造woshikuku\0的字符串string str3(36, 'd');//构造由36个字符D组成的字符串string str4("woshikuku", 3);//复制woshikuku的前三个字符string str5(str3);//复制str3到str5string str6(str3, 3, 5);//从str3的第3个位置取5个字符构造str6string str7 = "woshikuku";string str8 = str7;

2.2深拷贝

我们在完成string的拷贝时，实现的是深拷贝，而不是浅拷贝。

下面我们介绍一下浅拷贝和深拷贝

浅拷贝：也称位拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对资源进项操作时，就会发生发生了访问违规。

可以采用深拷贝解决浅拷贝问题，

深拷贝：每个对象都有一份独立的资源，不要和其他对象共享。

如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。

三.string类的插入

3.1push_back

push_back是尾插一个字符的函数，函数原型如下:

void push_back (char c)

需要我们大家注意的是，这个函数只能尾插一个字符。

这个函数的使用如下：

需要大家注意的是，库中并没有提供头插函数。

3.2append

相比于push_back,append函数用于尾插一个字符串或者一个c风格的字符序列。

append的重载很多，我们大家可以根据注释学习

string& append(const string & str);//尾插str
string& append(const string & str, size_t subpos, size_t sublen);//尾插str的[subpos,subpos+sublen]区间的字符串
string & append(const char* s);//尾插s指向的字符序列
string& append(const char* s, size_t n);//尾插s指向的字符序列的前n个
string& append(size_t n, char c);//尾插n个c
string& append(InputIterator first, InputIterator last);//迭代器版本，暂时不学

下面我们通过实际运用来帮助大家理解这系列的函数：

3.3+=操作符

同样的，我们也可以通过+=操作符来完成尾插操作。

该操作符重载了三个版本，我们直接使用即可。

	str1 += 'c';//尾插一个‘c’str1 += str2;//尾插str2str1 += "asdgdfg";//尾插该字符序列

+=操作符完成的是尾插操作，这三个版本中，尾插一个字符的函数是通过push_back实现的。而尾插字符串是通过append实现的。

3.4insert

在cpp库中，实现了如下的insert函数：

大家可以通过注释来学习函数的作用

需要大家掌握几个常用的函数，譬如下图中的第1、3、4个。

string& insert(size_t pos, const string& str);//在pos位置插入str
string& insert(size_t pos, const string& str, size_t subpos, size_t sublen);//在str的subpos位置读取sublen长度并插入_str的pos位置
string & insert(size_t pos, const char* s);//在pos位置插入一个字符序列s
string& insert(size_t pos, const char* s, size_t n);//在pos位置插入s字符序列的前n个字符
string& insert(size_t pos, size_t n, char c);//在pos位置插入n个c字符
void insert(iterator p, size_t n, char c);//在迭代器p位置插入n个c字符
iterator insert(iterator p, char c);//在迭代器p位置插入一个c字符
void insert(iterator p, InputIterator first, InputIterator last);//在迭代器p位置插入迭代器first到end区间内的字符。（前闭后开）

现在我们通过使用这些函数来熟悉这些函数的用法：

四.string的删除

string库中提供的删除函数一共有两个。

分别是尾删pop_back和erase。

4.1pop_back

void pop_back();

这个函数和尾插类似，是删除最后一个字符的函数。

4.2erase

erase函数和insert函数的功能是相反的，一个是插入，而另一个是删除。

C库中实现了如下的erase版本

string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);//从pos位置删除len长的字符
iterator erase (iterator p);//删除迭代器p指向位置的字符
iterator erase (iterator first, iterator last);//删除迭代器区间[first,last)位置处的字符

实践代码如下：

string str1("woshikuku");
str1.erase(0, 1);
cout << str1 << endl;
str1.erase(str1.begin());
cout << str1 << endl;
str1.erase(str1.begin() + 1, str1.end() - 1);
cout << str1 << endl;

打印结果如下：

五.string的查找

5.1find

在这部分内容中，我们将学习两个函数，分别是find和rfind。

size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const;//从pos位置开始搜索str
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;//从pos位置开始搜索字符序列s
size_t find(const char* s, size_t pos, size_t n) const;//查找字符序列s从pos位置处前n个字符出现的位置
size_t find(char c, size_t pos = 0) const;//从pos位置开始搜索字符c

这部分代码我们直接进行实践：

5.2rfind

如果说find函数是从前到后查找的，那么rfind函数就是从后往前查找的。

这里不再过多赘述，只将函数原型放出：

size_t rfind (const string& str, size_t pos = npos) const;	
size_t rfind (const char* s, size_t pos = npos) const;
size_t rfind (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
size_t rfind (char c, size_t pos = npos) const;

六.string的比较

string的比较方法有两种，分别是库中的compare函数以及重载操作符。我们逐个进行讲解。

6.1compare函数

函数原型如下：

int compare(const string& str) const;//调用的对象与字符串str进行比较
int compare(size_t pos, size_t len, const string& str) const;//调用的对象比较[pos,pos+len)区间内的内容
int compare(size_t pos, size_t len, const string& str,size_t subpos, size_t sublen) const;//调用的对象比较[pos,pos+len)区间内的内容，被比较的对象比较[subpos,sublen)区间的内容
int compare(const char* s) const;
int compare(size_t pos, size_t len, const char* s) const;
int compare(size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n) const;//跟s字符序列的前n个进行比较

6.2关系操作符重载

库中对如下的关系操作符进行了重载：==、!=、<、<=、>、>=。

重载后的关系运算符支持string类和string类之间的关系比较、string类和字符串之间的关系比较、字符串和string类之间的关系比较。

因此我们可以通过上述的关系操作符来进行字符串的比较

如下例所示：

七.string的替换

string的替换操作是通过replace来完成的。

我们可以随意的进行替换，譬如我们可以将源字符串的一个字符替换成另外两个字符。

这里我们学习两个函数:

string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s);//从pos位置开始的len长度被s字符串替换
string& replace(size_t pos, size_t len, size_t n, char c);//从pos位置开始的len长度被n个c替代。

这个函数在使用中需要大家注意的是，我们替换的是某个区间的字符序列，我们可以把一个字符替换成三个字符，也可以把三个字符替换成一个字符。

八.string的交换

由于算法库中的swap函数需要通过构造一个新的字符串来完成交换。而我们构造字符串需要多次深拷贝，因此它的效率是极其低的。

所以我们通过交换指针的形式写了swap函数。

void swap (string& x, string& y);
void swap (string& str);

我们可以通过对象调用成员函数的swap，也可以直接调用非成员函数的swap。

使用方法如下：

	//成员函数s1.swap(s2);//非成员函数swap(s1, s2);

swap函数完成了两个对象的交换。这里不再给出example。

九.后记

string类的接口上是这篇博文：string接string接口下

有关string类的模拟实现可参考此片博文：string的模拟实现

如果你想更深入的了解string类函数的使用方法，可参考cpp官网：cpp官网

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