C++ STL库——Sring类

C++ STL库——Sring类本文详细介绍了 C 标准库中的 String 类 包括其作为字符序列的表示 接口设计 构造方法 容量管理 访问与修改操作 以及与多字节字符处理的关系

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1.详解String类

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 了解String类

 
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<char, char_traits, allocator>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

2.2.1string类的常见构造

看下列图:

C++ STL库——Sring类C++ STL库——Sring类

根据上述代码以及内存中的显示,我们可以得出以下结论:

constructor函数名称 功能说明
string() 构造空的string类对象

string(const char* s)

用C-sring来构造string类对象
string(size_t n,char* c) string类对象中包含n个字符c
string(const string&s) 拷贝构造函数,用已有的string对象来构造新的string对象

2.2.2string类对象的容量操作

函数名称 功能说明
size 返回字符串有效字符长度
length 返回字符串有效字符长度
capacity 返回空间总大小
empty 检测字符串释放为空串,是返回ture,否返回false
clear 清空有效字符
reserve 为字符串预留空间
resize 将有效字符的个数改成n个,多出的空间用字符c填充
#include<iostream> #include<string> using namespace std; int main() { string s1("hello world/n"); string s2; cout << s1.size() << endl; cout << s1.length() << endl; cout << s1.capacity() << endl; cout << s1.empty() << endl; cout << s2.empty() << endl; }

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#include<iostream> #include<string> using namespace std; int main() { string s1("hello world/n"); cout << s1.size() << endl; string s2("hello world/n"); s1.clear(); cout << s1.size() << endl; cout << s2.capacity() << endl; s2.reserve(20); cout << s2.capacity() << endl; s2.reserve(1); cout << s2.capacity() << endl; string s3("hello world"); s3.resize(5); cout << s3 << endl; s3.resize(20,40); cout << s3 << endl; }

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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。

2.2.3 string类对象的访问及遍历操作

函数名称 功能说明
operator[] 返回pos位置的字符,const string类对象调用
begin+end begin获取一个字符的迭代器+end获取最后一个字符下一个位置的迭代器

rbegin+rend

如上,但是
范围for c++11支持更简洁的范围for的新遍历方式
#include<iostream> #include<string> using namespace std; int main() { //1.operator[] string s("hello Bit"); for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i) cout << s[i]; cout << endl; // 2.使用迭代器 // 2.1 beging+end string::iterator it = s.begin(); while (it != s.end()) { cout << *it ; ++it; } cout << endl; //2.2 rbeging+rend // 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 ; ++rit; } cout << endl; // 3.范围for for (auto ch : s) cout << ch ; cout << endl; }

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可以看到:

第一种方法是通过使用例如 str(0)来访问字符串

第二种方法是通过使用begin+end来获取字符的迭代器来访问,需要注意的是:

str.begin()访问的是第一个字符的地址,也就是str(0),而str.end()访问的是最后一个字符的后一个位置,也就是/0。

第三种方法类似第二种,使用rbegin+rend,而str。rbegin访问的是最后一个字符的位置,str.rend()访问的是第一个字符的前一个位置。

第四种直接使用auto来让编译器自动识别类型即可,c++11新特性

注意:

使用for循环的访问begin+end,是由令begin的地址++即可

那么访问rbegin+rend呢?许多同学觉得是令rbegin地址–开始,其实并不是,还是通过rbegin++进行正向访问。

 2.2.4 string类对象的修改操作

函数名称 功能说明
push_back 在字符串后尾插字符c
append 在字符串后追加一个字符串
operator+=

在字符串后追加字符串str

c_str 返回C格式字符串
find+npos 从字符串pos位置开始往后找字符c,返回该字符在字符串中的位置
rfind 从字符串pos位置开始往前找字符c,返回该字符在字符串中的位置
substr 在str中从pos位置开始,截取n个字符,然后将其返回

 可以通过下述代码示例了解:

#include<iostream> #include<string> using namespace std; int main() { 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; } 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; }

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2.2.5 string类非成员函数

函数 功能说明
operator+ 尽量少用,因为传值返回导致深拷贝效率低,可以使用operator++
operator>> 输入运算符重载
operator<< 输出运算符重载
getline 获取一行字符串
relational operators 大小比较

上述函数日常使用较少,大家了解一下即可。

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