string
- 一.string类介绍
- 二.string类的静态成员变量
- 三.string类的常用接口
-
- 1.构造函数（constructor）
- 2.析构函数（destructor）
- 3.运算符重载（operator）
- 4.string的四种迭代器（iterator）
-
- [1.正向迭代器 iterator](#1.正向迭代器 iterator)
- [2.反向迭代器 reverse_iterator](#2.反向迭代器 reverse_iterator)
- [3.const修饰的正向迭代器 const_iterator](#3.const修饰的正向迭代器 const_iterator)
- [4.const修饰的反向迭代器 const_reverse_iterator](#4.const修饰的反向迭代器 const_reverse_iterator)
- 5.四种迭代器源代码
- 5.string类对象的容量操作
- 6.string类对象的修改操作
- 7.string类对象的查找操作
- 8.string类对象的遍历操作
-
- [1.下标 + []](#1.下标 + [])
- 2.迭代器
- 3.auto和范围for
- 四.非成员函数：getline()
一.string类介绍
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。
C++中将string封装为单独的类，string 类是 C++ 标准库中的一个非常重要的类，用于表示和操作字符串。string类位于命名空间std（标准库）下，使用string类记得加上头文件#include，并且使用命名空间using namespace std或者using std::string。
cpp
//使用时记得加上
#include<string>
using std::string;//或者using namespace std;
//源代码大致框架
namespace std
{
class string
{
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
}二.string类的静态成员变量
静态成员变量：static const size_t npos = -1;
cpp
int main()
{
//static const size_t npos = -1;
//typedef unsigned long long size_t
//-1的原码：10000000 00000000 00000000 00000001
//-1的反码：11111111 11111111 11111111 11111110
//-1的补码：11111111 11111111 11111111 11111111
//npos：-1的补码按照无符号整形打印出的值，由于静态成员变量，类外使用时加上类域
cout << string::npos << endl;//32位环境：4294967295
return 0;
}三.string类的常用接口
1.构造函数（constructor）
无参构造：string(); 构造空的string类对象，即空字符串。常用。有参构造：string (const char* s); 用常量字符串来构造string类对象常用。拷贝构造：string (const string& str); 用str拷贝构造string类对象常用。- string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos); 构造从下标pos开始，长度为len的子串，含缺省参数npos。
- string (const char* s, size_t n); 构造前n个字符组成的子串。
- string (size_t n, char c); 构造n个字符c组成的字符串。
cpp
int main()
{
string s1;
string s2("hello xzy");
string s3(s2);
string s4(s2, 6, 8);
string s5("hello xzy", 5);
string s6(10, 'x');
cout << s1 << endl;//输出：
cout << s2 << endl;//输出：hello xzy
cout << s3 << endl;//输出：hello xzy
cout << s4 << endl;//输出：xzy
cout << s5 << endl;//输出：hello
cout << s6 << endl;//输出：xxxxxxxxxx
return 0;
}2.析构函数（destructor）
~string(); 程序结束前自动调用，释放堆区动态开辟的资源
3.运算符重载（operator）
1.operator=
-
string& operator= (const string& str); 常用。 -
string& operator= (const char* s);
-
string& operator= (char c);
cpp
int main()
{
string s1;
string s2;
string s3;
//赋值重载
s1 = "hello xzy";
s2 = s1;
s3 = 'v';
//拷贝构造
string s4 = s1;
cout << s1 << endl;//输出：hello xzy
cout << s2 << endl;//输出：hello xzy
cout << s3 << endl;//输出：v
cout << s4 << endl;//输出：hello xzy
return 0;
}2.operator[]
char& operator[] (size_t pos); 返回字符引用，用于下标访问，且可以修改。常用。
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
s1[6] = 'w';
s1[7] = 'j';
s1[8] = '\0';
cout << s1 << endl;//输出：hello wj
s1[10] = 'A';//下标越界，内部断言assert报错
return 0;
}3.operator+=
string& operator+= (const string& str); 常用。- string& operator+= (const char* s);
- string& operator+= (char c);
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
string s2(" how are you");
s1 += s2;
cout << s1 << endl;
s1 += "???";
cout << s1 << endl;
s1 += '!';
cout << s1 << endl;
return 0;
}
4.operator+
- string operator+ (const string& lhs, const string& rhs);
- string operator+ (const string& lhs, const char* rhs);
- string operator+ (const char* lhs, const string& rhs);
cpp
int main()
{
string s1("hello");
string s2 = s1 + " world";
string s3 = "xzy " + s1;
string s4 = s2 + s3;
cout << s2 << endl; //hello world
cout << s3 << endl; //xzy hello
cout << s4 << endl; //hello worldxzy hello
return 0;
}4.string的四种迭代器（iterator）
迭代器是一种用于遍历容器元素的对象（并非类，而是设计模式中的一种行为模式），它提供了一种通用的访问容器元素的方式，无论容器的类型和数据结构如何。迭代器在C++标准库中被广泛使用，特别是在处理如vector、list、map等容器时。
1.正向迭代器 iterator
返回正向迭代器：可以修改字符串。
iterator begin(); 返回字符串的第一个字符。iterator end(); 返回字符串最后一个有效字符（不含\0）的下一个字符。
2.反向迭代器 reverse_iterator
返回反向迭代器：可以修改字符串。
reverse_iterator rbegin(); 返回字符串最后一个有效字符（不含\0）。reverse_iterator rend(); 返回字符串第一个字符的前一个字符。
3.const修饰的正向迭代器 const_iterator
返回const修饰的正向迭代器：不可以修改字符串。
const_iterator begin() const;const_iterator end() const;
4.const修饰的反向迭代器 const_reverse_iterator
返回const修饰的反向迭代器：不可以修改字符串。
const_reverse_iterator rbegin() const;const_reverse_iterator rend() const;
5.四种迭代器源代码
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
string s2("hello xzy");
string::reverse_iterator rit = s2.rbegin();
while (rit != s2.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
const string s3("hello xzy");
string::const_iterator cit = s3.begin();
while (cit != s3.end())
{
//*cit += 2; s3不能修改
cout << *cit << " ";
++cit;
}
cout << endl;
const string s4("hello xzy");
string::const_reverse_iterator crit = s4.rbegin();
while (crit != s4.rend())
{
//*crit += 2; s4不能修改
cout << *crit << " ";
++crit;
}
cout << endl;
return 0;
}
5.string类对象的容量操作
size_t size() const; 返回字符串有效字符长度（不包括\0）。常用。- size_t length() const; 返回字符串有效字符长度（不包括\0）。
size_t capacity() const; 返回空间总大小（不包括\0）。常用。void resize (size_t n); 为字符串预留大于等于n的空间（不包括\0），避免扩容，提高效率。常用。void clear(); 清空数据，但是一般不清容量。常用。bool empty() const; 判断是否为空。常用。- void resize (size_t n); 只保留前n个数据。
- void resize (size_t n, char c); 保留前n个数据，若n大于容量，后面用字符c补上。
注意：
-
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()。
-
clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
-
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。
-
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。
-
在VS2022中的容量变化：有效数据小于16时，数据存放在_buff中，无需扩容；当有效数据大于等于16时，数据存放在_str中，先2倍扩容一次，之后1.5倍扩容。
-
再linux中的g++编译器中的容量变化：数据只存放在_str中，容量不足就2倍扩容，感觉相当完美！
cpp
//在VS2022下的string类
class string
{
private:
char* _buff[16]; //有效数据小于16，存放在这里
char* _str; //有效数据大于等于16，存放在这里
size_t _size;
size_t capacity;
};
int main()
{
string s;
size_t sz = s.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
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';
}
}
cout << "VS2022下的string类的大小：" << sizeof(s) << endl;
return 0;
}
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy how are you");
cout << s1.length() << endl; //21
cout << s1.size() << endl; //21
cout << s1.max_size() << endl; //2147483647
cout << s1.capacity() << endl; //31
string s2("hello xzy how are you");
s2.reserve(100);//扩容：不一定扩100，但一定大于等于n，取决于编译器，Linux中的g++编译器扩的是100
cout << s2.empty() << endl; //0
cout << s2.capacity() << endl; //111
s2.shrink_to_fit(); //缩容
cout << s2.capacity() << endl; //31
string s3("hello xzy how are you");
s3.resize(9);
cout << s3 << endl; //hello xzy
s3.resize(15, 'w');
cout << s3 << endl; //hello xzywwwwww
return 0;
}6.string类对象的修改操作
- void push_back (char c); 在字符串后尾插字符c。
- void pop_back(); 在字符串尾删一个字符。
- string& append (const string& str); 在字符串后追加一个字符串。
- string& assign (const string& str, size_t subpos, size_t sublen); 拷贝字符串：从下标为subpos开始，拷贝长度为sublen的字符串到string类对象里面。
- string& insert (size_t pos, const string& str); 在pos位置处插入字符串到string类对象里面。（
由于效率问题（移动数据），谨慎使用）。 - string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos); 从pos位置开始删除长度为npos个字符。（
由于效率问题（移动数据），谨慎使用）。 - string& replace (size_t pos, size_t len, const string& str); 从pos位置开始的长度为len的子串，替换为str。（
伴随着插入与删除，效率低，谨慎使用）。 void swap (string& str); 交换字符串。
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
s1.push_back('!');
cout << s1 << endl; //hello xzy!
s1.pop_back();
cout << s1 << endl; //hello xzy
s1.append(" how are you");
cout << s1 << endl; //hello xzy! how are you
//可以用+=取代尾插
s1 += "???";
cout << s1 << endl; //hello xzy! how are you???
string s2("hello xzy!!!");
string s3;
s3.assign(s2, 6, 3);
cout << s3 << endl; //xzy
string s4("hello xzy");
s4.insert(0, "hello wj ");
cout << s4 << endl; //hello wj hello xzy
string s5("hello xzy!!!");
s5.erase(9, 2);
cout << s5 << endl; //hello xzy!
string s6("hello xzy!!!");
s6.replace(6, 5, "wj");
cout << s6 << endl; //hello wj!
string s7("hello x hello x");
string tmp;
tmp.reserve(s7.size());
for (auto ch : s7)
{
if (ch == 'x')
tmp += "wj";
else
tmp += ch;
}
cout << tmp << endl; //hello wj hello wj
s7.swap(tmp);
cout << s7 << endl; //hello wj hello wj
return 0;
}const char* c_str() const; 返回C格式字符串。方便调用C中的接口。
cpp
int main()
{
string file;
cin >> file;
//c_str()函数用于调用C语言的函数，若直接传string，类型不符合（类和指针）
FILE* fout = fopen(file.c_str(), "r");
if (fout == NULL)
{
perror("open file fail!");
exit(1);
}
char ch = fgetc(fout);
while (ch != EOF)
{
cout << ch;
ch = fgetc(fout);
}
fclose(fout);
fout = NULL;
return 0;
}7.string类对象的查找操作
string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const; 找子串：返回从pos位置开始，长度为npos的string类。size_t find (char c, size_t pos = 0) const; 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。size_t rfind (char c, size_t pos = npos) const; 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。- size_t find_first_of (const char* s, size_t pos = 0) const; 从字符串pos位置开始
从前往后找字符串s中出现的字符，返回该字符在字符串中的位置。 - size_t find_last_of (const char* s, size_t pos = npos) const; 从字符串pos位置开始
从后往前找字符串s中出现的字符，返回该字符在字符串中的位置。 - size_t find_first_not_of (const char* s, size_t pos = 0) const; 从字符串pos位置开始
从前往后找字符串s中没有出现的字符，返回该字符在字符串中的位置。 - size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos = npos) const; 从字符串pos位置开始
从后往前找字符串s中没有出现的字符，返回该字符在字符串中的位置。
cpp
int main()
{
//suffix：后缀
string s1("test.cpp");
size_t pos1 = s1.find(".");
string suffix1 = s1.substr(pos1);
cout << suffix1 << endl; //.cpp
string s2("test.cpp.zip");
size_t pos2 = s2.rfind(".");
string suffix2 = s2.substr(pos2);
cout << suffix2 << endl; //.zip
string s3("hello xzy");
size_t found = s3.find_first_of("xzy");
while (found != string::npos)
{
s3[found] = '*';
found = s3.find_first_of("xzy", found + 1);
}
cout << s3 << endl; //hello ***
string str1("/user/bin/man");
cout << endl << str1 << "的路径名与文件名如下：" << endl;
size_t found1 = str1.find_last_of("/\\");
cout << "path：" << str1.substr(0, found1) << endl;
cout << "file：" << str1.substr(found1 + 1) << endl;
string str2("c:\\windows\\winhelp.exe");
cout << endl << str2 << "的路径名与文件名如下：" << endl;
size_t found2 = str2.find_last_of("/\\");
cout << "path：" << str2.substr(0, found2) << endl;
cout << "file：" << str2.substr(found2 + 1) << endl;
return 0;
}8.string类对象的遍历操作
1.下标 + []
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
//1.下标+[]
for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
{
s1[i] += 2;//可以修改
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl << s1 << endl;
return 0;
}
2.迭代器
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
//2.迭代器
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
*it += 2;//可以修改
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl << s1 << endl;
return 0;
}
3.auto和范围for
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
//3.范围for：字符赋值，自动迭代，自动判断结束
// 底层就是迭代器
for (auto ch : s1)
{
ch += 2;//修改ch对于s1无影响，ch是它的拷贝
cout << ch << ' ';
}
cout << endl << s1 << endl;
return 0;
}
cpp
int main()
{
string s1("hello xzy");
for (auto& ch : s1)//引用：取别名，就可以修改s1
{
ch += 2;
cout << ch << ' ';
}
cout << endl << s1 << endl;
return 0;
}
1.auto关键字
-
在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，后来这个不重要了。C++11中，标准委员会变废为宝赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个
新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期 推导而得。 -
用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&。
-
当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。
-
auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用。
-
auto不能直接用来声明数组。
cpp
#include<map>
//auto不能做参数
//void func1(auto a) error
//{}
//auto可以做返回值，但是建议谨慎使用
auto func2()
{
return 2;
}
int main()
{
int a = 10;
auto b = a;//编译期间自动推导类型
auto c = 'a';
auto d = func2();
//auto e; auto必须初始化，否则不知道开多少空间
int x = 10;
auto y = &x;
auto* z = &x;//可以不写*
auto& m = x;//必须加上&
auto aa = 1, bb = 2;//right
//auto cc = 3, dd = 4.0; error必须始终推导为同一类型
//auto array[] = { 4, 5, 6 }; error数组不能具有其中包含"auto"的元素类型
// auto 的价值
map<string, string> dict; //初始化二叉树
//map<string, string>::iterator mit = dict.begin();
auto mit = dict.begin();
cout << typeid(mit).name() << endl;
return 0;
}
2.范围for
-
对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号" ："分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代，自动取数据，自动判断结束。
-
范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历。
-
范围for的底层很简单，容器遍历实际就是替换为迭代器，这个从汇编层也可以看到。
cpp
int main()
{
int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
//范围for适用于《容器》和《数组》
// C++98的遍历
for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); i++)
{
cout << array[i] << ' ';
}
cout << endl;
// C++11的遍历
for (auto& i : array)
{
cout << i << ' ';
}
cout << endl;
return 0;
}四.非成员函数：getline()
istream& getline (istream& is, string& str, char delim); delim：分隔符istream& getline (istream& is, string& str);
类似C语言中的scanf("%s", str)，但是其遇到空格会停止；
C++中引入了getline优化了scanf遇到的问题，默认遇到\n才停止，也可以自定义停止字符delim。
例题：字符串最后一个单词的长度
cpp
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
string str;
getline(cin, str);
size_t pos = str.rfind(' ');
string sub = str.substr(pos + 1);
cout << sub.size() << endl;
}