C++——string容器常用操作汇总

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C++——string容器常用操作汇总,C++核心编程,c++,开发语言,学习,笔记,c语言
纵有疾风起,人生不言弃。本文篇幅较长,如有错误请不吝赐教,感谢支持。

一.string容器基本概念

C语言风格字符串(以空字符结尾的字符数组)太过复杂难于掌握,不适合大程序的开发,所以C++标准库定义了一种string类,定义在头文件。
string容器可以看做一片连续的储存空间,并用一个char*指向这片空间。string容器提供的迭代器是随机访问迭代器。
string和C风格字符串对比:

  • ✅字符串是一个char * 类型指针,string是一个类string封装了char * ,用来管理这个字符串,是一个char*型的容器。
  • ✅使用的时候,不必考虑内存分配和释放的问题: string管理char*所分配的内存。每一次string的复制,取值都由string类负责维护,不用担心复制越界和取值越界等。
  • ✅动态管理内存(可扩展)
  • ✅提供了大量操作容器的API(函数接口,查找find,拷贝copy,删除delete 替换replace,插入insert等)。缺点是效率略有降低,占用的资源也更多。

二.string容器常用操作

✅前言及函数参数的说明

本篇文章📃只对构造函数的使用进行了举例,其他函数的使用和构造函数的使用十分相似,万变不离其宗。

string容器可以看做一片连续的储存空间,有两个用途,一是用作字符串,二是用作存放数据的容器,string容器的成员函数有12个分类,前七个既可以用作字符串也可以用于存放数据的容器,而后五个(判断字符串是否相等、查找、替换、插入、删除)主要用于操作字符串,如果是其他格式的数据,这些函数也可以用,但意义不大。
关于函数参数的说明:
size_t:

可以理解为无符号整型(unsigned int)。

npos:

静态常量成员string::npos为字符数组的最大长度(通常为unsigned int的最大值)。

NBTS(null-terminated string):

C风格的字符串(以空字符0结束的字符串)。

一.构造和析构

💬string类有七个构造函数(C++11新增了两个)表格一览:

函数原型 解释
string(); 创建一个长度为0的string对象(默认构造函数)
string(const char *s); string对象初始化为s指向的NBTS(转换构造函数)。
string(const string &str); 使用string对象str去初始化新创建的string对象(拷贝构造函数)。
string(const char *s,size_t n); 将string对象初始化为s指向的地址后n字节的内容。
string(const string &str,size_t pos=0,size_t n=npos); 将sring对象初始化为str从位置pos开始到结尾的字符(或从位置pos开始的n个字符)
template string(T begin,T end); 将string对象初始化为区间[begin,end]内的字符,其中begin和end是迭代器,其行为就像指针,用于指定位置,范围包括begin在内,但不包括end。
string(size_t n,char c); 创建一个由n个字符c组成的string对象。析构函数~string()释放内存空间。
~string(); 创建一个长度为0的string对象(默认构造函数)。

1)string();创建一个长度为0的string对象(默认构造函数)

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
     // 1)string():创建一个长度为0的string对象(默认构造函数)。
    string s1; // 创建一个长度为0的string对象
    cout << "s1=" << s1 << endl; // 将输出s1=,因为容器是空,所以输出是空。
    cout << "s1.capacity()=" << s1.capacity() << endl; // 返回当前容量,可以存放字符的总数。
    cout << "s1.size()=" << s1.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。
}

string类的capacity方法,用于获取当前容器容量,意思是,如果不重新分配内存,所能存放字符的总数。
string类的size方法,用于获取容器中数据的大小,意思是里面已经存放了多少数据。
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容器的当前容量是15,存放数据大小0,为什么当前容量不是0,而是15?
往string容器中存放数据时,如果数据多大就分配多少内存的空间,那么每次扩展容器内存时,都要重新分配和释放内存,效率很低,所以合理的做法就是预先分配比数据实际大小更多的空间。避免过于频繁的分配和释放内存。
还有,创建容器的时候,如果数据量小于15字节,就分配15字节,就算是空的,也分配15字节。
那我们再写几行代码,存放的数据,超过字节,这样的话,容器会做一次拓展。

int main()
{
    // 1)string():创建一个长度为0的string对象(默认构造函数)。
    string s1; // 创建一个长度为0的string对象
    cout << "s1=" << s1 << endl; // 将输出s1=
    cout << "s1.capacity()=" << s1.capacity() << endl; // 返回当前容量,可以存放字符的总数。
    cout << "s1.size()=" << s1.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。
    cout << "容器动态数组的首地址=" << (void *)s1.c_str() << endl;
    s1 = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx";
    cout << "s1.capacity()=" << s1.capacity() << endl; // 返回当前容量,可以存放字符的总数。
    cout << "s1.size()=" << s1.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。
    cout << "容器动态数组的首地址=" << (void *)s1.c_str() << endl;
}

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容器做了一次拓展,拓展后大小为字节
并且两个容器的首地址不同,string类拓展容器时,先分配更大的空间,然后把内容复制到新的空间,再把以前的空间释放掉。所以两个容器的地址肯定不一样。

2)string(const char *s); //使用C语言风格的字符串s初始化string对象。(转换构造函数)
例如:

int main()
{
    string s2("hello world");
    cout << "s2=" << s2 << endl; // 将输出s2=hello world
    string s3 = "hello world";
    cout << "s3=" << s3 << endl; // 将输出s3=hello world
}

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3)string(const string &str); // 使用string对象str去初始化新创建的string对象(拷贝构造函数)。

int main()
{
    string s3 = "hello world";
    string s4(s3); //调用拷贝构造函数,s3 = "hello world";
    cout << "s4=" << s4 << endl; // 将输出s4=hello world
    string s5 = s3;//调用拷贝构造函数
    cout << "s5=" << s5 << endl; // 将输出s5=hello world
}

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s4和s5的内容都是从s3拷贝过来的。
注意string类中有一个指向动态数组的char*指针,所以string的拷贝构造函数一定是深拷贝。
string的拷贝构造函数中,前三个用的最多,后面4个,在实际开发,特别是处理文件和网络编程时,用的很多。

4)string(const char *s,size_t n); // 将string对象初始化为s指向的地址后n字节的内容。即使超过了C语言风格的字符串长度,只要小于n字节,后面的数据照样被复制。

🖲例如:

int main()
{
    string s6("hello world", 5);//s6将指向h首字符后5字节
    cout << "s6=" << s6 << endl; // 将输出s6=hello
    string s7("hello world", 50);//s7将指向h首字符后50字节的内容,
    cout << "s7=" << s7 << endl; //将输出s7=hello以及未知内容
}

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对于字符串s7,如果遇到字符串的结尾/0,并不会停止复制。
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5)string(const string &str,size_t pos=0,size_t n=npos); 从str的第pos位置开始,截取n个字符,用截取的内容创建string容器。
✅第一个参数是string对象,也可以是C语言风格的字符串,因为C++的string类内置了转换函数,可以将C语言的字符串风格给自动转换成string对象
✅第二个参数的缺省值是0,不是1。
✅第三个参数npos的缺省值是无限大。不指定npos就是截取pos位置后面的所有内容。

🖲例如:

int main()
{
    string s3 = "hello world"; 
    string s8(s3, 3, 5); // s3 = "hello world";
    cout << "s8=" << s8 << endl; // 将输出s8=lo wo
    
    string s9(s3, 3);//截取从s3字符串第3个位置的后的全部内容
    cout << "s9=" << s9 << endl; // 将输出s9=lo world
    cout << "s9.capacity()=" << s9.capacity() << endl; // 返回当前容量,可以存放字符的总数。
    cout << "s9.size()=" << s9.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。
    cout << "s9.capacity()=" << s9.capacity() << endl; // 返回当前容量,可以存放字符的总数。
    cout << "s9.size()=" << s9.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。
 
    //C++的string类内置了转换函数,可以将C语言的字符串风格给自动转换成string对象
    string s10("hello world", 3, 5);
    cout << "s10=" << s10 << endl; // 将输出s10=lo wo
}

注意这个构造函数和第四个不一样,它会判断str的结尾标志/0,然后停止,并不会无限的复制下去。上例对于s9字符串,从s3的第3个位置截取npos(无限大)个字符,并没有真正截取无限个字符,只截取了8个字符,遇到/0就停止了,所以s9容器的大小为8。
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6)template string(T begin,T end); // 将string对象初始化为区间[begin,end]内的字符,其中begin和end的行为就像指针,用于指定位置,范围包括begin在内,但不包括end。

例如:

int main()
{
    string s13 = "强风吹拂king";
    string s14(s13.begin(), s13.end());
    cout << "构造出来的字符串s14:" << s14 << endl;
    return 0;
}

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7)string(size_t n,char c); // 创建一个由n个字符c组成的string对象。
🖲例如:

int main()
{
    string s12(8, 'x');
    cout << "s12=" << s12 << endl; // 将输出s12=xxxxxxxx
    cout << "s12.capacity()=" <<
    s12.capacity() << endl; // s12.capacity()=15
    cout << "s12.size()=" << s12.size() << endl; // s12.size()=8
    string s13(30, 0);
cout << "s13=" << s13 << endl; // 将输出s13=
    cout << "s13.capacity()=" <<
    s13.capacity() << endl; // s13.capacity()=31
    cout << "s13.size()=" << s13.size() << endl; // s12.size()=30
}

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析构函数~string()释放内存空间。

二.string特性操作

💬特性函数表格一览:

函数原型 解释
size_t max_size() const; 返回string对象的最大长度string::npos,此函数意义不大。
size_t capacity() const; 返回当前容量,可以存放字符的总数。
size_t length() const; 返回容器中数据的大小(字符串语义)。
size_t size() const; 返回容器中数据的大小(容器语义)。
bool empty() const; 判断容器是否为空。
void clear(); 清空容器,清空后,size()将返回0。
void shrink_to_fit(); 将容器的容量降到实际大小(需要重新分配内存)。
void reserve( size_t size=0); 将容器的容量设置为至少size。
void resize(size_t len,char c=0); 把容器的实际大小置为len,如果len<实际大小,会截断多出的部分;如果len>实际大小,就用字符c填充。resize()后,length()和size()将返回len。

三.字符操作

💬表格一览:

函数原型 解释
char& operator[](int n); 通过[]方式取字符,通过[]访问元素,如果越界,不抛异常,程序直接挂掉
char& at(int n); 通过at方法获取字符,如果越界,会抛异常
const char *c_str() const; 返回容器中动态数组的首地址,语义:寻找以null结尾的字符串。
const char *data() const; 返回容器中动态数组的首地址,语义:只关心容器中的数据。
int copy(char *s, int n, int pos = 0) const; 把当前容器中的内容,从pos开始的n个字节拷贝到s中,返回实际拷贝的数目。
具体使用方法:
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	string s = "hello world";
	for (int i = 0; i < s.size(); i++)
	{
		cout << s[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	for (int i = 0; i < s.size(); i++)
	{
		cout << s.at(i) << " ";
	}
	cout << endl;
}

关于[]和at异常的问题:
char& operator[](int n);函数

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	string s = "hello world";
    try
	{
		cout << s[100] << endl;
	}
	catch (out_of_range &ex)
	{
		cout << ex.what() << endl;
	}
}

char& at(int n);函数

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	string s = "hello world";
    try
	{
		cout << s.at(100) << endl;
	}
	catch (out_of_range &ex)
	{
		cout << ex.what() << endl;
		cout << "at越界" << endl;
	}
}

四.赋值操作

给已存在的容器赋值,将覆盖容器中原有的内容。
💬表格一览:

函数原型 解释
string& operator=(const char* s); C语言风格字符串赋值给当前的string对象
string& operator=(const string&s); 把string对象s赋给当前的string对象
string& operator=(char c); 字符c赋值给当前的string对象
string& assign(const char *s); 将C语言风格字符串s赋给当前的string对象
string &assign(const char *s,size_t n); 把C语言风格字符串s的前n个字符赋给当前的string对象
string& assign(const string& str); 把string对象str赋给当前的string对象
string& assign(size_t n,char c); 用n个字符c赋给当前的string对象
string& assign(const string &str,size_t pos=0,size_t n=npos); 将当前的string对象赋值为str从位置pos(缺省值为0,默认为首部)开始到n(缺省值npos,即默认为结尾)

五.拼接操作

把内容追加到已存在容器的后面。
表格一览:

函数原型 解释
string& operator+=(const string& str); 重载+=操作符,将string对象str连接到当前string对象后。
string& operator+=(const char* s) 重载+=操作符,将C语言风格字符串s连接到当前string对象后。
string& operator+=(const char c); 重载+=操作符,将字符c连接到当前string对象后。
string& append(const char *s); 把C语言风格字符串s连接到当前string对象结尾。
string &append(const char *s,size_t n); 把C语言风格字符串s的前n个字符连接到当前string对象结尾。
string& append(const string&str); 将string对象str连接到当前string对象后。
string& append(const string& s, int pos, int n); 把string对象s中从pos开始的n个字符连接到当前string对象结尾。
string &append(size_t n,char c); 在当前string容器结尾添加n个字符c。

六.交换操作

💬表格一览:

函数原型 解释
void swap(string &str); 把当前容器与str交换。
如果数据量很小,交换的是动态数组中的内容,如果数据量比较大,交换的是动态数组的地址。

七.string截取操作(子容器)

💬表格一览:
substr函数参数pos的缺省参数默认为0,即首部,参数n缺省参数默认为npos,即尾部。

函数原型(substr) 解释
string substr(size_t pos = 0,size_t n = npos) const; 返回pos开始的n个字节组成的子容器。

八.string的比较操作

表格一览:
compare函数在>时返回 1,<时返回 -1,==时返回 0。比较区分大小写,比较时参考字典顺序,排越前面的越小。大写的A比小写的a小。

函数原型 解释
bool operator==(const string &str1,const string &str2) const; 比较两个字符串是否相等
int compare(const string& str) const; 当前字符串与字符串str比较
int compare(size_t pos, size_t n,const string& str) const; 比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与str的大小
int compare(size_t pos, size_t n,const string &str,size_t pos2,size_t n2)const; 比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与str中pos2开始的n2个字符组成的字符串的大小
int compare(const char *s) const; 当前字符串与C语言风格字符串s比较
int compare(size_t pos, size_t n,const char *s) const; 比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与C语言风格字符串s的大小
int compare(size_t pos, size_t n,const char *s, size_t pos2) const; 比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与C语言风格字符串s中从pos2位置开始的n个字符组成的字符串的大小

九.string的查找替换

💬find函数表格一览:
find函数参数pos的缺省值是0,即默认从头开始查找。

函数原型 (find) 解释
size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const; 查找str第一次出现位置,从pos位置开始查找。
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const; 查找C语言风格字符串s第一次出现位置,从pos开始查找。
size_t find(const char* s, size_t pos, size_t n) const; 从pos位置开始查找字符串s的前n个字符第一次出现的位置
size_t find(char c, size_t pos = 0) const; 查找字符c第一次出现位置。

💬rfind函数表格一览:
rfind函数参数pos缺省参数为npos,即默认从尾部开始查找。

函数原型 解释
size_t rfind(const string& str, size_t pos = npos) const; 查找str第一次出现的位置,从pos位置开始查找
size_t rfind(const char* s, size_t pos = npos) const; 查找C语言风格字符串s第一次出现位置,从pos位置开始查找
size_t rfind(const char* s, size_t pos, size_t n) const; 从pos位置开始查找C语言风格字符串s的前n个字符第一次出现位置
int rfind(const char c, int pos = 0) const; 查找字符c第一次出现的位置

十.string的替换

💬replace函数表格一览:

函数原型(replace) 解释
string& replace(size_t pos, size_t len, const string& str); 从pos位置开始len长度的内容被替换为字符串str
string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s); 从pos开始len长度的内容被替换为C语言风格字符串s。
string& replace(size_t pos, size_t len, const string& str, size_t subpos, size_t sublen = npos); 从pos位置开始len长度的内容被替换为string对象str从位置subpos到sublen的内容。
string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n); 从pos位置开始len长度的内容被替换为C语言风格字符串s前n个字符大小的内容。
string& replace(size_t pos, size_t len, size_t n, char c); 从pos位置开始len长度的内容被n个字符c替换。

十一.string插入操作(insert)

💬insert函数一览:

函数原型 解释
string& insert(size_t pos, const char* s); 在pos位置插入C语言风格字符串s
string& insert(size_t pos, const char* s, size_t n); 在pos位置插入C语言风格字符串s前n个字符大小的内容。
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 = npos); 在pos位置插入string对象str从位置subpos到位置sublen大小的内容
string& insert(size_t pos, size_t n, char c); 在pos位置插入n个字符c

十二.string删除操作(erase)

💬erase函数一览:文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-543524.html

函数原型 解释
string& erase(int pos, int n = npos); 删除从pos开始的n个字符

到了这里,关于C++——string容器常用操作汇总的文章就介绍完了。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!

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