7.STL_string(详细)

 1. 什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库):是C++标准库的重要组成部分,不仅是一个可复用的组件库,而且 是一个包罗数据结构与算法的软件框架

2. STL的版本

原始版本

Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本,本着开源精神,他们声明允许任何人任意 运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码,无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使 用。 HP 版本--所有STL实现版本的始祖

P. J. 版本

由P. J. Plauger开发,继承自HP版本,被Windows Visual C++采用,不能公开或修改,缺陷:可读性比较低, 符号命名比较怪异。

RW版本

由Rouge Wage公司开发,继承自HP版本,被C+ + Builder 采用,不能公开或修改,可读性一般。

SGI版本

由Silicon Graphics Computer Systems,Inc公司开发,继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用,可移植性好, 可公开、修改甚至贩卖,从命名风格和编程 风格上看,阅读性非常高。我们后面学习STL要阅读部分源代码, 主要参考的就是这个版本。

3. STL的六大组件

今天我们主要要讲到string和reverse(逆置)

1. 为什么学习string类?

1.1 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。

2. 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

(注意下面只讲解最常用的接口)

1. string类对象的常见构造

看一下string的一些实现

上面使用到了 传地址(开辟新空间接收)和 直接传字符串(会发现,其实是传的引用):

2. string类对象的容量操作

可以测试发现:

注意:clear清理的是size,capacity不变

reserve

通过查阅可以了解其性能 

【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。

 3. string类对象的访问及遍历操作

那么我们现在遍历字符串就有三种方法了:

 1. for+operator[]
for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)cout << s[i] << endl;
2.迭代器 iterator 
string::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{cout << *it << endl;//迭代器回自动++++it;
}// string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
// C++11之后,直接使用auto定义迭代器,让编译器推到迭代器的类型
auto rit = s.rbegin();
while (rit != s.rend())cout << *rit << endl;
3.范围for

for (auto ch : s)
    cout << ch << endl;

4. string类对象的修改操作

一些实现和应用

void Teststring5()
{string str;str.push_back(' ');   // 在str后插入空格str.append("hello");  // 在str后追加一个字符"hello"str += 'b';           // 在str后追加一个字符'b'   str += "it";          // 在str后追加一个字符串"it"cout << str << endl;cout << str.c_str() << endl;   // 以C语言的方式打印字符串// 获取file的后缀string file("string.cpp");size_t pos = file.rfind('.');string suffix(file.substr(pos, file.size() - pos));cout << suffix << endl;// npos是string里面的一个静态成员变量// static const size_t npos = -1;// 取出url中的域名string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");cout << url << endl;size_t start = url.find("://");if (start == string::npos){cout << "invalid url" << endl;return;}start += 3;size_t finish = url.find('/', start);string address = url.substr(start, finish - start);cout << address << endl;// 删除url的协议前缀pos = url.find("://");url.erase(0, pos + 3);cout << url << endl;
}

【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

5. string类非成员函数

上面的几个接口大家可以了解一下,下面的OJ题目中会有一些体现他们的使用。string类中还有一些其他的 操作,这里不一一列举,大家在需要用到时不明白了查文档即可~

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