String类（STL开始）

相信大家都知道STL在C++中的重要性，作为其模板库中的一部分，包含了常见的数据结构和算法，是C++的标准库

而我们今天要讲的String类（String底层是一个字符顺序数组的顺序表对象，可以归类为容器），其实其诞生于STL之前，并不属于STL，但是你却可以从中看到属于STL的一角，相信学了String类之后，在后面学习STL时，vector等类对大家来说一定手到擒来

为什么学习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。
在OJ中，有关字符串的题目一般也是由String类形式出现，很少有人去用C库中的字符串操作函数

标准库中的String类

String类基本了解

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：
6. string是表示字符串的字符串类
7. 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。
8. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator> string;
9. 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;

String类常用接口说明

1. String类对象常用构造

我们分别在编译器中使用这些函数试试

相信通过这个演示，大家已经知道string类的构造函数是如何使用的了，不过我们一般不使用第三种，其的重要性不如其他三个

2. string类容量操作

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。

接下来也是用代码来举例子

3. string类对象的访问及遍历操作

代码演示：

需要注意的是，operator[]是重载运算符，后面我们在自行实现string类时，可以仔细观察

4. string类对象的修改操作

代码例子：

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。（所以实际意思就是+=好用）
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

一般来说，我们知道非成员函数就是没有写在类内部的函数，所以像重载函数一些的函数都需要写在外部，不然的话会出现无法改变函数的参数顺序的情况，毕竟在我们先前写日期类时就出现过这些问题

关系操作（relational operators）：有==（等于） ！=（不等于） <（小于） <=(小于等于） >（大于） >=（大于等于）

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，大家在需要用到时不明白了查文档即可。

代码展示：

牛刀小试

正确答案

class Solution {
public:
    string reverseOnlyLetters(string s) {
        int left = 0;
        int right = s.size() - 1;
        while (left < right) {
            if (!isalpha(s[left])) {
                left++;
            } else if (!isalpha(s[right])) {
                right--;
            } else {
                swap(s[left], s[right]);
                left++;
                right--;
            }
        }
        return s;
    }
};

容易错误答案

class Solution {
public:
    string reverseOnlyLetters(string s) {
        int begin = 0;
        int end = s.size() - 1;
        while (begin < end) {
            if (!isalpha(s[begin]))
                begin++;
            if (!isalpha(s[end]))
                end--;

            swap(s[begin], s[end]);
            begin++;
            end--;
        }

        return s;
    }
};

这里我们拿一个错误用例：7_28，本来由于其都是非英文字母，所以其实本来应该直接循环结束也不会更改任何一个位置，但是我们只考虑了可能会有1次非英文字母，导致了在检查了一次之后就直接交换，产生错误，最后的结果直接错误，而如果用if else一句，一次循环只有一次判断，虽然会麻烦一点，但是不会出现这样的错误。也有人会说，可以用while语句，但是用while语句的话，有时会超出时间，所以我们这里也不推荐，if else语句是我们比较建议的一种写法

正确答案

class Solution {
public:
    int firstUniqChar(string s) {
        int *a = (int*)calloc(sizeof(int), 256);
        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            a[s[i]]++;
        }

        for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
            if (a[s[i]] == 1) {
            	free(a);
                return i;
            }
        }

		free(a);
        return -1;
    }
};

正确答案

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    getline(cin,s);

    if(s.empty())
        cout<<0<<endl;//如果是空串，直接输出0

    size_t rfound=s.rfind(' ');//找到最后一个空格
    if(rfound){
        cout<<s.size()-1-rfound<<endl;//如果找到了，就用中间段相减得出结果
    }

    else{
        cout<<s.size()<<endl;//没有空格，现在的就是最后一个单词，也就是现在的单词长度就是字符串最后一个单词
    }
}// 64 位输出请用 printf("%lld")

正确答案

class Solution {
public:
    bool isPalindrome(string s) {
        string str;
        str.reserve(s.size()+1);//提前reserve，只是为了后面不用边加边扩容
        for(int i=0;i<s.size();i++){
            if(isalpha(s[i])){
                str+=tolower(s[i]);//如果是字母，直接尾插小写的字母，不管它小写的还是大写的
            }

            if(isdigit(s[i])){
                str+=s[i];//字母就直接尾插
            }
        }
        string str_begin=str;//保存反转前的str
        reverse(str.begin(),str.end());
        string rstr=str;//保存反转后的str
        if(rstr==str_begin){
            return true;
        }

        else{
            return false;
        }
    }
};

正确答案

#include <algorithm>
#include <string>

class Solution {
public:
    std::string addStrings(std::string num1, std::string num2) {
        if (num1 == "0")
            return num2;
        if (num2 == "0")
            return num1;//完美解决了0的三种情况

        std::string str;//用来存储相加后的字符串
        std::string::reverse_iterator rit1 = num1.rbegin();
        std::string::reverse_iterator rit2 = num2.rbegin();//从最后一位开始相加，其实就是做竖式的过程
        int sum = 0;//当位数
        int carry = 0;//进位

        while (rit1 != num1.rend() && rit2 != num2.rend()) {
            sum = (*rit1 - '0') + (*rit2 - '0') + carry;
            carry = sum / 10;
            str += (sum % 10) + '0';
            rit1++;
            rit2++;
        }
		
		//下面是防止两个一个长一个短的情况
        while (rit1 != num1.rend()) {
            sum = (*rit1 - '0') + carry;
            carry = sum / 10;
            str += (sum % 10) + '0';
            rit1++;
        }

        while (rit2 != num2.rend()) {
            sum = (*rit2 - '0') + carry;
            carry = sum / 10;
            str += (sum % 10) + '0';
            rit2++;
        }
		
		//如果最后加的那一下又有进位，不能忘掉
        if (carry > 0) {
            str += carry + '0';
        }

        std::reverse(str.begin(), str.end());//因为我们用+=，是尾插不是头插，所以最后要反转过来
        return str;
    }
};

这道题我们要注意一个地方，那就是我们是在字符串中加减，所以我们不可以直接用字符加减，而是要用其减去'0'得到其原来的值

上面的是博主自己做的（迭代器），可能看上去很复杂麻烦，下面是力扣的标准答案，大家看一下应该会觉得很简洁

class Solution {
public:
    string addStrings(string num1, string num2) {
        int i = num1.length() - 1, j = num2.length() - 1, add = 0;
        string ans = "";
        while (i >= 0 || j >= 0 || add != 0) {
            int x = i >= 0 ? num1[i] - '0' : 0;
            int y = j >= 0 ? num2[j] - '0' : 0;
            //这里避免了两个位数不同的问题
            int result = x + y + add;
            ans.push_back('0' + result % 10);
            add = result / 10;
            i--;
            j--;
        }
        // 计算完以后的答案需要翻转过来
        reverse(ans.begin(), ans.end());
        return ans;
    }
};