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【玩转c++】c++:string类讲解(万字详解)-创新互联

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🍁1. 为什么要学习string类

🍁2. 标准库中的string类

🍁3. string类各种接口

默认成员函数

Iterators迭代器  

capacity容量

Element access:元素访问

Modifiers:修改

字符串操作

成员变量

非成员函数

🍁4. 扩展阅读

  • 本期主题:c++string类的介绍
  • 博客主页:小峰同学
  • 分享小编的在Linux中学习到的知识和遇到的问题
  • 小编的能力有限,出现错误希望大家不吝赐
  • 做为程序员不会有人还没女朋友吧?


  • 🍁1. 为什么要学习string类

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。

两个 oj 题  

ll字符串转整形数字

字符串相加

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

字符串是表示字符序列的类
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)

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(关于更多的模板信息请参考basic_string)。

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。还有 一些别的编码类型的字符串类,比如支持utf-16的u16string,支持utf-32的u32string。

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。 比特就业课
  • 3. string在底层实际是:basic_string模板类的别名,typedef basic_stringstring;
  • 这里的是typedef basic_stringstring ,而不是 typedef basic_string string,因为basic_string 是模板名不是类型,basic_string才是类型。
  • 4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。
  • 多字节的需要用到 u16string,或者 u32string ,或者 wstring 类型。
  • 5.在使用string类时,必须包含#include头文件 以及using namespace std;

  • 🍁3. string类各种接口

由于我们主要用的是utf-8 编码的字符串,所以本文章,主要讲解string类。

默认成员函数

 (cinstructor)构造    

int main()
{
	//string();
	string s;
	cout<< s<//string(InputIterator first, InputIterator last);
	string::iterator first = s1.begin();//s1 = "zhang"
	string::iterator last  = s1.end();
	string s9(first,last);
	cout<< s9<< endl;//zhang


	return 0;
}

  destructor销毁   

operator=    赋值重载

int main()
{
	string s1("zhang");
	string s2;
	s2 = s1;
	cout<< s2<< endl;

	string s3;
	s3 = "zhang";
	cout<< s3<< endl;

	string s4;
	s4 = 'z';
	cout<< s4<< endl;


	return 0;
}

 三种遍历方式: 

  • 1.下标
  • 2.范围for
  • 3.迭代器

int main()
{
	string s1("123456");

	//下标
	for (int i = 0; i< s1.size(); i++)
	{
		s1[i]++;
		//本质生是调用 operator[];
	}
	cout<< s1<< endl;//234567

	//范围for
	for (auto& i : s1)
	{
		i++;
	}
	cout<< s1<< endl;//345678

	//迭代器 
	string::iterator first = s1.begin();
	while (first != s1.end())
	{
		(*first)++;
		first++;
	}
	cout<< s1<< endl;//456789

	return 0;
}
Iterators迭代器  

  • begin迭代器开端,重载了两个分别返回,iterator 和 const_iterator (参数是常量的,返回常量迭代器)

  • end()迭代器的结束,重载了两个分别返回,iterator 和 const_iterator (参数是常量的,返回常量迭代器)

int main()
{
	string s1("zhang");
	string::iterator first = s1.begin();
	string::iterator last = s1.end();
	while (first != last){
		cout<< (*first);//这里可读可写
		first++;
	}	cout<< endl;

	const string s2("zhang");//s2 是const 类型的
	//string::iterator rfirst = s2.begin();//这个会报错
	//string::iterator rlast = s2.end();//权限提升报错
	string::const_iterator cfirst = s2.begin();
	string::const_iterator clast = s2.end();
	while (cfirst != clast){
		cout<< (*cfirst);//这里只是可读
		cfirst++;
	}	cout<< endl;

	return 0;
}
  • rbegin迭代器开端,重载了两个分别返回,reverse_iterator 和 const_reverse_iterator (参数是常量的,返回常量迭代器)

  • rend()迭代器的结束,重载了两个分别返回,reverse_iterator 和 const_reverse_iterator (参数是常量的,返回常量迭代器)

int main()
{
	string s2("123456");

	string::reverse_iterator rfirst = s2.rbegin();
	string::reverse_iterator rlast = s2.rend();
	while (rfirst != rlast){
		cout<< (*rfirst);//这里可读可写
		rfirst++;//注意这里是++ ,不是--
	}//654321
	cout<< endl;

	const string s3(s2);
	string::const_reverse_iterator  crfirst = s3.rbegin();
	string::const_reverse_iterator  crlast = s3.rend();
	while (crfirst != crlast) {
		cout<< (*crfirst);//这里可读不可写
		//(*crfirst)++;不可写
		crfirst++;
	}//654321

	return 0;
}

capacity容量

int main()
{
	string s1("123456");
	//size()有效字符的长度
	cout<< s1.size()<< endl;
	//length()长度
	cout<< s1.length()<< endl;
	//max_size()最长长度(无意义)任何string类型都是一样的:4294967294
	cout<< s1.max_size()<< endl;
	//capacity() //容量空间的大小
	cout<< s1.capacity()<< endl;	
	//clear//清空数据,到底清理空间与否,不知道(VS没有清理空间)
	s1.clear();
	cout<< s1.capacity()<< endl;
	cout<< s1.size()<< endl;
	s1.reserve(200);
	//shrink_to_fit() //减小容量,让字符串减小其容量以适合其大小,可能不是和size相同
	s1.shrink_to_fit();
	cout<< s1.capacity()<< endl;
	cout<< s1.size()<< endl;

	string s("123456");
	string s2(s);
	//reserve()//提前开辟n个空间。
	//提前看开辟空间,减小扩容次数,提高效率。
	s2.reserve(100);//不会改变size
	cout<< s2.capacity()<< endl;
	cout<< s2.size()<< endl;


	string s3(s);
	string s4(s);
	string s5(s);
	//resize() //把string的长度改变到n
	//ncapacity,插入数据顺便扩容,没有给定值默认是'\0'。
	cout<< s.capacity()<< endl;//15
	cout<< s.size()<< endl;//6
	s3.resize(4);
	cout<< s3.size()<< endl;
	cout<< s3.capacity()<< endl;
	cout<< s3<< endl;
	s4.resize(10,'x');
	cout<< s4.size()<< endl;
	cout<< s4.capacity()<< endl;
	cout<< s4<< endl;
	s5.resize(20,'x');
	cout<< s5.size()<< endl;
	cout<< s5.capacity()<< endl;
	cout<< s5<< endl;


	return 0;
}

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,一般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。
Element access:元素访问

Modifiers:修改

int main()
{
	string s1 = "zhang";
	string s2 = "xue";
	s1 += s2;
	cout<< s1<< endl;//zhangxue
	const char* pc = "feng";
	s1 += pc;
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefeng
	char p = 'z';
	s1 += p;
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefengz
	return 0;
}

int main()
{
	string s1 = "zhang";
	string s2 = "xue";
	s1.append(s2);
	cout<< s1<< endl;//zhangxue
	string s3 = "feng";
	s1.append(s3, 0,2);
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefe
	char p1[] = "ng";
	s1.append(p1);
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefeng
	char p2[] = "gao";
	s1.append(p2,2);
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefengga
	s1.append(2, 'z');
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefenggazz
	return 0;
}

int main()
{
	string s1;
	s1.push_back('z');
	s1.push_back('h');
	s1.push_back('a');
	s1.push_back('n');
	s1.push_back('g');
	cout<< s1<< endl;//zhang

	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;

int main()
{
	string s1("gaowenya");
	string s2 = "zhangxuefeng";
	s1.assign(s2);
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefeng

	//s1.clear();
	s1.assign("zhangxuefeng");
	cout<< s1<< endl;//zhangxuefeng


	s1.clear();//这里是否手动清理与否都一样,assign会自己清理。
	s1.assign(s2,5,3);
	cout<< s1<< endl;//xue

	s1.clear();
	s1.assign("zhangxuefeng", 5);
	cout<< s1<< endl;//zhang

	s1.clear();
	s1.assign(5, '5');
	cout<< s1<< endl;//55555

	string::const_iterator first = s2.begin();
	string::const_iterator back = s2.end();
	first++;
	back--;
	s1.assign(first, back);
	cout<< s1<< endl;//hangxuefen

	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;


int main()
{
	string s1;
	s1 = "0123456789";
	const char* s2 = "zhangxuefeng";
	string s3 = "gaowenya";

	s1.insert(5, s3);
	cout<< s1<< endl;//01234gaowenya56789

	s1 = "0123456789";
	s1.insert(5, s3,3,3 );
	cout<< s1<< endl;//01234wen56789

	s1 = "0123456789";
	s1.insert(5, s2,5);
	cout<< s1<< endl;//01234zhang56789

	s1 = "0123456789";
	s1.insert(5, 5, 'z');
	cout<< s1<< endl;//01234zzzzz56789



	string s5 = "0123456789";
	//string::const_iterator p = s5.begin();
	string::iterator p = s5.begin();

	s5.insert(p+5, 5, 'z');
	cout<< s5<< endl;//01234zzzzz56789

	s5.insert(p+1, 'z');
	cout<< s5<< endl;//0z1234zzzzz56789


	string s4 = "zhangxuefeng";
	string::iterator first = s4.begin();
	string::iterator last = s4.end();
	
	string s6 = "0123456789";
	string::iterator p2 = s6.begin();
	s6.insert(p2 + 5, first, last);
	cout<< s6<< endl;//01234zhangxuefeng56789


	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;

int main()
{
	string s1 = "zhangxuefeng";
	s1.erase(5, 3);
	cout<< s1<< endl;//zhangfeng

	string s2 = "zhangxuefeng";
	s2.erase(5);
	cout<< s2<< endl;//zhang


	string s3 = "zhangxuefeng";
	string::iterator first = s3.begin();
	s3.erase(first + 5);
	cout<< s3<< endl;//zhanguefeng

	string s4 = "zhangxuefeng";
	string::iterator first4 = s4.begin();
	s4.erase(first4 + 5, first4 + 8);
	cout<< s4<< endl;//zhangfeng



	return 0;
}

int main()
{
	string s2 = "zhangxuefeng";
	s2.replace(5, 3, "zhang");//xue 用 zhang  替换掉
	cout<< s2<< endl;

	return 0;
}

int main()
{
	string s1("zhang");
	string s2("gao");
	cout<< "交换前"<< endl;
	cout<< s1<< endl;
	cout<< s2<< endl;
	s1.swap(s2);
	cout<< "交换后"<< endl;
	cout<< s1<< endl;
	cout<< s2<< endl;
	return 0;
}

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.replace和assign区别:assign是先清理再替换,replace是直接替换不会清理。
字符串操作

#include#include#includeusing namespace std;

int main()
{
	string str("Please split this sentence into tokens");

	char* cstr = new char[str.length() + 1];
	//strcpy(cstr, str.c_str());
	std::strcpy(cstr, str.data());

	// cstr now contains a c-string copy of str

	char* p = strtok(cstr, " ");
	while (p != 0)
	{
		cout<< p<< endl;
		p = strtok(NULL, " ");
	}
	//Please
	//split
	//this
	//sentence
	//into
	//tokens

	delete[] cstr;
	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;
int main()
{
	char buffer[20];
	string s1("zhang xue feng");
	size_t len = s1.copy(buffer, 3, 6);//注意3  6  的意义。
	buffer[len] = '\0';
	//注意要手动加上'\0',copy不会自动加'\0'。
	cout<< buffer<< endl;//xue
	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;

int main()
{
	string str("There are two needles in this haystack with needles.");
	string str2("needle");

	// different member versions of find in the same order as above:
	size_t found = str.find(str2);
	if (found != string::npos)
		cout<< "first 'needle' found at: "<< found<< '\n';

	found = str.find("needles are small", found + 1, 6);//这里不给出6就默认屁匹配别的函数重载
	if (found != string::npos)
		cout<< "second 'needle' found at: "<< found<< '\n';

	found = str.find("haystack");
	if (found != string::npos)
		cout<< "'haystack' also found at: "<< found<< '\n';

	found = str.find('.');
	if (found != string::npos)
		cout<< "Period found at: "<< found<< '\n';

	// let's replace the first needle:
	str.replace(str.find(str2), str2.length(), "preposition");//把s2 对象内容换成preposition。
	cout<< str<< '\n';

	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;
int main()
{
	string s1("test.cpp.tar");
	size_t len1 = s1.find('.');
	size_t len2 = s1.rfind('.');
	cout<< "find: "<< s1.substr(len1)<< endl;
	cout<< "rfind: "<< s1.substr(len2)<< endl;
	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;

int main()
{
	string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");
	size_t found = str.find_first_of("aeiou");
	int i = 5;
	while (i--)
	{
		str[found] = '*';
		found = str.find_first_of("aeiou", found + 1);
	}
	cout<< str<< '\n';
	//Pl**s*, r*pl*c* the vowels in this sentence by asterisks.
	return 0;
}
#include#includeusing namespace std;
int main()
{
	string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");
	size_t found = str.find_last_of("aeiou");
	int i = 5;
	while (i--)
	{
		str[found] = '*';
		found = str.find_last_of("aeiou", found + 1);
	}
	cout<< str<< '\n';
	//Please, replace the vowels in this sent*nc* by *st*r*sks.

	return 0;
}

成员变量

非成员函数

#include#includeusing namespace std;
int main()
{
	string s1("zhang");
	const char* s2 = "xue";
	string s3("feng");
	string s4 = s1 + s2 + s3;
	cout<< s4<< endl;
	//zhangxuefeng
	return 0;
}

#include#includeusing namespace std;
int main()
{
	string s1("zhang");
	string s2("gao");
	s1.swap(s2);//这个是内置函数
	swap(s1, s2);//这个是非成员函数,和全局内置的swap构成函数重载
	return 0;
}

int main()
{
	string str1;
	getline(cin, str1);
	//这样写遇见空格不会结束读取,只有遇到回车才会结束读取。
	cout<< str1<< endl;

	string str2;
	getline(cin, str2,'.');//只有遇到  '.'  才会结束读取。
    //此时'\n'只是一个普通的字符串,用于刷新缓冲区。
	cout<< str2<< endl;

	string str3;
	cin >>str3;//遇见空格和回车会结束读取。
	cout<< str3<< endl;

	return 0;
}


🍁4. 扩展阅读

vs和Linuxg++下string类的大小。

注意:下述结构是在32位平台下进行验证,32位平台下指针占4个字节。

  • vs下string的结构 string总共占28个字节,内部结构稍微复杂一点,先是有一个联合体,
  • 联合体用来定义string中字 符串的存储空间:
  • 当字符串长度小于16时,使用内部固定的字符数组来存放
  • 当字符串长度大于等于16时,从堆上开辟空间
  • 这种设计也是有一定道理的,大多数情况下字符串的长度都小于16,那string对象创建好之后,内部已经有了16个字符数组的固定空间,不需要通过堆创建,效率高。
  • 其次:还有一个size_t字段保存字符串长度,一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量
  • 最后:还有一个指针做一些其他事情。 故总共占16+4+4+4=28个字节。

注意:下述结构是在64位平台下进行验证,64位平台下指针占8个字节

  • G++下,string是通过写时拷贝实现的,string对象总共占8个字节,
  • 内部只包含了一个指针,该指 针将来指向一块堆空间,
  • 内部包含了如下字段: 空间总大小 字符串有效长度 引用计数

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C++面试中STRING类的一种正确写法

stl中string怎么了?

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