C++初阶—string类（1）

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目录

1. 为什么要学习string类

1.1 C语言中的字符串

1.2 两个面试题

2. 标准库中的string类

3. string类对象的常见构造

 string常见构造类的使用代码演示

4. string类对象的容量操作

string容量相关方法使用代码演示

5. string类对象的访问及遍历操作

string中元素访问及遍历代码演示

6. string类对象的修改操作

 string中插入和查找等使用代码演示

7. string类非成员函数

1. 为什么要学习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。

1.2 两个面试题

把字符串转换成整数_牛客题霸_牛客网 (nowcoder.com)

Loading Question... - 力扣（LeetCode）

在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本 都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。

2. 标准库中的string类

string类文档

2.1 string类(了解)

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;

3. string类对象的常见构造

 string常见构造类的使用代码演示

//typedef basic_string<char> string;类模板

//构造函数construct functions|拷贝构造
void test_string1()
{
	// 1
	string str1;//construct string object

	// 2
	string str2("hello");//string(const char* s)
	//底层涉及深拷贝
	cout << str1 << endl;
	cout << str2 << endl;

	// 3
	string str3(str2);//拷贝构造string(const string& s)
	//底层涉及深拷贝
	cout << str3 << endl;

	// 4
	string str4(str3, 2, 2);
	//string(const string& str,size_t pos,size_t len = npos)
	//缺省参数npos,npos是string类的静态成员变量,值是-1
	//而npos是无符号整型，相当于一个很大的整数40亿多
	//所以不给参数或给的范围过大，默认一直拷贝直到遇见\0
	cout << str4 << endl;
	string str5(str3, 2, 15);
	cout << str5 << endl;
	string str6(str3, 2);
	cout << str6 << endl;

	// 5
	string str7("hello world", 2);
	//string(const char* s,size_t n)
	//将常量字符，前n个，自动补\0，进行构造
	cout << str7 << endl;

	// 6
	string str8(5, 'a');
	//string(size_t n,char s)
	//将n个s，赋值给str,自动补\0，进行构造
	cout << str8 << endl;

	string类重载了流提取，流插入
	//cin >> str1 >> str2;
	//cout << str1 << " " << str2 << endl;
}

4. string类对象的容量操作

string容量相关方法使用代码演示

#include <iostream>
using namespace std;

#include <string>


// 测试string容量相关的接口
// size/clear/resize
void Teststring1()
{
	// 注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
	string s("hello, bit!!!");
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;

	// 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
	s.clear();
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;

	// 将s中有效字符个数增加到10个，多出位置用'a'进行填充
	// “aaaaaaaaaa”
	s.resize(10, 'a');
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;

	// 将s中有效字符个数增加到15个，多出位置用缺省值'\0'进行填充
	// "aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0"
	// 注意此时s中有效字符个数已经增加到15个
	s.resize(15);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;

	// 将s中有效字符个数缩小到5个
	s.resize(5);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;
}

//====================================================================================
void Teststring2()
{
	string s;
	// 测试reserve是否会改变string中有效元素个数
	s.reserve(100);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;

	// 测试reserve参数小于string的底层空间大小时，是否会将空间缩小
	s.reserve(50);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
}

// 利用reserve提高插入数据的效率，避免增容带来的开销
//====================================================================================
void TestPushBack()
{
	string s;
	size_t sz = s.capacity();
	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 << '\n';
		}
	}
}

// 构建vector时，如果提前已经知道string中大概要放多少个元素，可以提前将string中空间设置好

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。

5. string类对象的访问及遍历操作

 范围for：c++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

其上cbegin、cend、crbegin、crend是C++11新增为了区分const_interator begin() const，

但由于使用习惯，很少使用。 

string中元素访问及遍历代码演示

// string的遍历
// begin()+end()   for+[]  范围for
// 注意：string遍历时使用最多的还是for+下标 或者 范围for(C++11后才支持)
// begin()+end()大多数使用在需要使用STL提供的算法操作string时，比如：采用reverse逆置string
void Teststring3()
{
	string s1("hello Bit");
	const string s2("Hello Bit");
	cout << s1 << " " << s2 << endl;
	cout << s1[0] << " " << s2[0] << endl;

	s1[0] = 'H';
	cout << s1 << endl;

	// s2[0] = 'h';   代码编译失败，因为const类型对象不能修改
}

//迭代器
void test_string4()
{
	/*iterator begin() noexcept;
	const_iterator begin() const noexcept;*/
	//返回第一给字符的位置
	/*iterator end() noexcept;
	const_iterator end() const noexcept;*/
	//返回最后一个字符的下一个位置,即'\0'的位置
	string s("hello");
	string::iterator it = s.begin();
	//s.begin() 返回第一个位置的迭代器
	//s.end() 返回最后一个位置的下一个位置
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		//可读可写,但是[]更好用
		++it;
	}
	cout << endl;
	//vector<int>::iterator;
	//list<int>::iterator;
	//iterator像指针一样的类型
	//有可能就是指针，也有可能不是指针，但是它的用法像指针一样
}
//string一般不使用迭代器，因为[]更好用,同样vector也是
//list/map/set...只能用迭代器
//iterator是所有容器通用的访问方式，用法类似

//范围for——所有容器都可以用范围for
void test_string5()
{
	string s("hello");
	//自动迭代，自动判断结束
	//依次取s中的每个字符，赋值给ch
	//for (auto ch : s)
		//ch是s中字符的拷贝，因此需要修改s必须加&
	for (auto& ch : s)
	{
		ch++;
		cout << ch << " ";
	}
	cout << endl;
	cout << s << endl;

	list<int> lit(10, 1);
	for (auto e : lit)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
	//范围for的底层其实就是迭代器
}

void PrintString(const string& str)
{
	//string::const_iterator it = str.begin();
	//string::const_reverse_iterator it = str.rbegin();
	auto it = str.begin();
	while (it != str.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

//反向迭代器
void test_string6()
{
	string s("hello");
	/*reverse_iterator rbegin() noexcept;
	const_reverse_iterator rbegin() const noexcept;*/
	/*reverse_iterator rend() noexcept;
	const_reverse_iterator rend() const noexcept;*/
	string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
	while (rit != s.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
	//const迭代器
	PrintString(s);
}

对于string而言，遍历使用operator [] 最多

6. string类对象的修改操作

 string中插入和查找等使用代码演示

//
// 测试string：
// 1. 插入(拼接)方式：push_back  append  operator+= 
//modifiers
void test_string7()
{
	string s("hello");
	string s1("modtest");
	/*void push_back(char c);
	string& append(const string & str);
	string& append(const string & str, size_t subpos, size_t sublen);
	string & append(const char* s);
	string& append(const char* s, size_t n);
	string& append(size_t n, char c);*/
	s.push_back('-');
	s.push_back('-');//void push_back(char c);

	s.append(s1); //string& append(const string & str);
	s.append(s1, 3, s.size());//string& append(const string & str, size_t subpos, size_t sublen);
	s.append("world");//string & append(const char* s);
	s.append(" lllp", 2);//string& append(const char* s, size_t n);
	s.append(5, 'a');//string& append(size_t n, char c);

	//相当于顺序表的插入，一个字符或多个字符，自动扩容
	cout << s << endl;


	string str("我来了");
	string str1("我又来了");
	/*string& operator+= (const string & str);
	string & operator+= (const char* s);
	string& operator+= (char c);*/
	str += ',';
	str += "我走了";
	str += ',';
	str += str1;
	cout << str << endl;

	//迭代区间---使用模板，可以是其他类型的迭代器
	/*template <class InputIterator>
	string& append(InputIterator first, InputIterator last);*/
	string str3 = "hello world";
	str.append(++str3.begin(), --str3.end());
	//相当于迭代器，将str整个区间的数据附加
	cout << str << endl;
	//string物理存储是连续的，可以+
	string copy(2 + str3.begin(), str3.end() - 2);
	cout << copy << endl;
}

//
// 2. 正向和反向查找：find() + rfind() + substr
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;
}

//
// 3. 删除：erase insert

void test_string1()
{
	string str("wo lai le");
	for (size_t i = 0; i < str.size();)
	{
		if (str[i] == ' ')
		{
			str.insert(i, "%20");
			i += 4;
		}
		else
		{
			++i;
		}
	}
	cout << str << endl;

	for (size_t i = 0; i < str.size();i++)
	{
		if (str[i] == ' ')
		{
			str.erase(i,1);
		}
	}
	cout << str << endl;
}

void test_string2()
{
	string str("wo lai le");
	string newstr;
	for (size_t i = 0; i < str.size(); i++)
	{
		if (str[i] == ' ')
		{
			newstr += "%20";
			continue;
		}
		newstr += str[i];
	}
	cout << newstr << endl;
}

//
//4. c_str——返回C形式的字符串
//const char* c_str() const;
void test_string3()
{
	string filename("test.cpp");
	FILE* fout = fopen(filename.c_str(), "r");
	assert(fout);
	char ch = fgetc(fout);
	while (ch != EOF)
	{
		cout << ch;
		ch = fgetc(fout);
	}
}

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。
3. insert效率较低，一般很少使用

7. string类非成员函数

 上面的几个接口大家了解一下，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，在需要用到时不明白了查文档即可。

到了这里，关于C++初阶—string类（1）的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！