【C++】透析string类

破刺不会编程2024-09-18 12:46

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所属专栏：C++入门

目录

string类介绍

auto和范围for

auto关键字

范围for

string类常用接口说明

string类常见构造

string类容量操作

string类的访问及遍历操作

string类修改操作

string的结构说明

vs下的结构

G++下的结构

string经典题目

仅仅反转字母

字符串中的第一个字符

字符串最后一个单词的长度

验证回文字符

字符串相加

string类的模拟实现

码源

string类介绍

关于string的详细介绍，我们可以去C++官网查询！

官网：https://cplusplus.com/

下面我只做一些简单介绍！

auto和范围for

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

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。

使用：

string类常用接口说明

注意：这些所有函数可以去C++官网查看，有详细讲解！

string类常见构造

我们来详细演示一下！

string类容量操作

注意一下这些函数的要点！

我们依然来演示一下！

string类的访问及遍历操作

函数：

我们来演示一下！

string类修改操作

这些重要函数我们要了然于心！

演示一下！

string的结构说明

vs下的结构

真实的情况：

G++下的结构

我们来试试几个题目练习一下！

string经典题目

仅仅反转字母

题目：【力扣】仅仅反转字符

思路：

定义两个指针，一个在前，一个在后，当两个指针指向的都是字母的时候就开始交换！

代码：

cpp 复制代码 
class Solution {
public:
    //判断是不是字母
    bool isnumber(const char& tmp)
    {
        if(tmp<='z'&&tmp>='a') return true;
        if(tmp<='Z'&&tmp>='A') return true;
        return false;
    }
    string reverseOnlyLetters(string s) {
        size_t begin=0,end=s.size()-1;
        while(begin<end)
        {
            //找到字母
            while(begin<end&&!isnumber(s[begin])) begin++;
            while(begin<end&&!isnumber(s[end])) end--;
            //交换字母
            swap(s[begin++],s[end--]);
        }
        return s;
    }
};

字符串中的第一个字符

题目： 字符串中的第一个字符

思路：

遍历字符串，利用映射原理将字符全部映射进一个数组，然后再次遍历字符串！

代码：

cpp 复制代码 
class Solution {
public:
    int firstUniqChar(string s) {
        int count[26]={0};
        //利用映射
        for(auto& e:s) count[e-'a']++;
        //再次遍历一遍数组
        for(int i=0;i<s.size();i++)
        {
            if(count[s[i]-'a']==1) return i;
        }
        return -1;
    }
};

字符串最后一个单词的长度

题目：【牛客】字符串最后一个单词的长度

思路：

注意如果我们用cin去输入，那么到了空格就会停下，我们用getline就能避免这个情况！

代码：

cpp 复制代码 
int main() {
    string s1;
    getline(cin, s1, '\n');
    size_t pos = s1.rfind(' ');
    cout << s1.size() - (pos + 1) << endl;
    return 0;
}

验证回文字符

题目：【力扣】验证回文字符

思路：

先将字符串转化成小写，定义双指针，一前一后，如果两指针指向的是字母或数字，开始判断是否一样！

代码：

cpp 复制代码 
class Solution {
public:
    bool isnumber(char& ch)
    {
        return (ch >= 'a' && ch <= 'z')
            || (ch >= '0' && ch <= '9');
    }
    bool isPalindrome(string s) {
        //转换小写
        for (auto& e : s)
        {
            if (e <= 'Z' && e >= 'A') e += 32;
        }
        int begin = 0, end = s.size() - 1;
        while (begin < end)
        {
            while (begin < end && !isnumber(s[begin])) begin++;
            while (begin < end && !isnumber(s[end])) end--;
            if (s[begin++] != s[end--]) return false;
        }
        return true;
    }
};

字符串相加

题目：【力扣】字符串相加

思路：

我们按照数学里面的加减法进位的方式，从各自的字符串末尾开始相加，只是注意好进位，我们算好每位的数字，然后尾插进一个新字符串中，最终将它们翻转一下就行！

代码：

cpp 复制代码 
class Solution {
public:
    string addStrings(string num1, string num2) {
        int end1=num1.size()-1,end2=num2.size()-1;
        string s;
        //进位变量
        int next=0;
        while(end1>=0||end2>=0)
        {
            int val1=end1>=0?num1[end1--]-'0':0;
            int val2=end2>=0?num2[end2--]-'0':0;
            int sum=val1+val2+next;
            next=sum/10;
            sum%=10;
            s+=sum+'0';
        }
        if(next==1) s+='1';
        //翻转
        reverse(s.begin(),s.end());
        return s;
    }
};

string类的模拟实现

在这里我们重点说一下拷贝构造，赋值构造，字符串的输入。

拷贝构造

通常我们的拷贝构造是这样写的：

cpp 复制代码 
string(const string& s)
{
	//传统写法
	_str = new char[s._capacity];
	_capacity = s._capacity;
	_size = s._size;
	strcpy(_str, s._str);
}

我们可以改善一下：

cpp 复制代码 
		void swap(string& tmp)
		{
			std::swap(_str, tmp._str);
			std::swap(_size, tmp._size);
			std::swap(_capacity, tmp._capacity);
		}
		string(const string& s)
		{
			//传统写法
			//_str = new char[s._capacity];
			//_capacity = s._capacity;
			//_size = s._size;
			//strcpy(_str, s._str);

			//现代写法
			string tmp(s.c_str());
			swap(tmp);
		}

解释：构造一个和 s 相同的string类对象tmp，然后将tmp里面的数据和this里面的数据交换 ，最后无用数据tmp出作用域被销毁！

赋值构造也是如此！

传统写法：

cpp 复制代码 
string& operator=(string& s)
{
	//传统写法
	if (this != &s)
	{
		delete[] _str;
		_str = new char[_capacity + 1];
		strcpy(_str, s._str);
		_size = s._size;
		_capacity = s._capacity;
	}
}

我们也可以相同的手法来改善它！

cpp 复制代码 
string& operator=(string& s)
{
	//传统写法
	//if (this != &s)
	//{
	//	delete[] _str;
	//	_str = new char[_capacity + 1];
	//	strcpy(_str, s._str);
	//	_size = s._size;
	//	_capacity = s._capacity;
	//}

	//现代写法
	if (this != &s)
	{
		string tmp(s.c_str());
		swap(tmp);
	}
	return *this;
}

甚至可以进一步完善！

cpp 复制代码 
		//或者（现代写法）
		string& operator=(string tmp)
		{
			swap(tmp);
			return *this;
		}

构造一个新string 类对象这一步浓缩在了函数参数这一步！

字符串的输入jieshi

cpp 复制代码 
	istream& operator>>(istream& in, string& s)
	{
		const size_t N = 256;
		char buff[N] = { 0 };
		char ch = 0;
		ch = in.get();
		int i = 0;
		while (ch != ' ' && ch != '\n')
		{
			buff[i++] = ch;
			if (i == N - 1)
			{
				buff[i] = '\0';
				s += buff;//尾插
				i = 0;//重置i
			}
			ch = in.get();
		}
		if (i > 0)//将剩下的数据尾插
		{
			buff[i] = '\0';
			s += buff;
		}
		return in;
	}

解释：我们相当于创建了一个数组容器，将字符不断插入进这个容器，当容器满的时候，将这些数据插入string 类对象里，如果暂停输入，将剩下的数据再插入进string 类对象里！

码源

String.h文件

cpp 复制代码 
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

namespace ywc
{
	class string
	{
	public:
		typedef char* iterator;
		iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}
		string(const char* str="")
		{
			_size = _capacity = strlen(str);
			_str = new char[_size + 1];
			strcpy(_str, str);
		}
		void swap(string& tmp)
		{
			std::swap(_str, tmp._str);
			std::swap(_size, tmp._size);
			std::swap(_capacity, tmp._capacity);
		}
		string(const string& s)
		{
			//传统写法
			//_str = new char[s._capacity];
			//_capacity = s._capacity;
			//_size = s._size;
			//strcpy(_str, s._str);

			//现代写法
			string tmp(s.c_str());
			swap(tmp);
		}
		string& operator=(string s)
		{
			swap(s);
			return *this;
		}
		const char* c_str() const
		{
			return _str;
		}
		size_t size()
		{
			return _size;
		}
		size_t capacity()
		{
			return _capacity;
		}
		char operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos >= 0);
			return _str[pos];
		}
		void reserve(size_t n);
		void push_back(char ch);
		string& append(const char* str);
		string& operator+=(char ch);
		string& operator+=(const char* str);
		string& insert(size_t pos, char ch);
		string& insert(size_t pos, const char* str);
		string& erease(size_t pos, size_t len);
		size_t find(char ch, size_t pos = 0);
		size_t find(const char* str, size_t pos = 0);
		string substr(size_t pos, size_t len);
	private:
		char* _str = nullptr;
		size_t _size = 0;
		size_t _capacity = 0;

		static const size_t npos;
	};
	ostream& operator<<(ostream& out, string& s);
	istream& operator>>(istream& in, string& s);
}

String.cpp文件

cpp 复制代码 
namespace ywc
{
	const size_t string::npos = -1;
	void string::reserve(size_t n)
	{
		if (n > _capacity)
		{
			//"\0"
			char* tmp = new char[n + 1];
			strcpy(tmp, _str);
			delete[] _str;
			_str = tmp;
			_capacity = n;
		}
	}
	void string::push_back(char ch)
	{
		if (_size == _capacity)
		{
			reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);
		}
		_str[_size++] = ch;
		_str[_size] = '\0';
	}
	string& string::append(const char* str)
	{
		size_t len = strlen(str);
		if (len + _size >= _capacity)
		{
			reserve(len + _size > 2 * _capacity ?
				len + _size : 2 * _capacity);
		}
		strcpy(_str + _size, str);
		_size += len;
		return *this;
	}
	string& string::operator+=(char ch)
	{
		push_back(ch);
		return *this;
	}
	string& string::operator+=(const char* str)
	{
		append(str);
		return *this;
	}
	string& string::insert(size_t pos, const char ch)
	{
		assert(pos <= _size);
		if (_size == _capacity)
		{
			reserve(_capacity = 0 ? 4 : 2 * _capacity);
		}
		size_t end = _size + 1;
		while (end > pos)
		{
			_str[end] = _str[end - 1];
			end--;
		}
		_str[pos] = ch;
		_size++;
		return *this;
	}
	string& string::insert(size_t pos, const char* str)
	{
		assert(pos < _size);
		size_t len = strlen(str);
		if (len + _size >= _capacity)
		{
			reserve(len + _size > 2 * _capacity 
				? len + _size : 2 * _capacity);
		}
		size_t end = len + _size;
		while (end - len >= pos)
		{
			_str[end] = _str[end - len];
			end--;
		}
		for (size_t i = 0; i < len; i++)
		{
			_str[pos + i] = str[i];
		}
		_size += len;
		return *this;
	}
	string& string::erease(size_t pos, size_t len)
	{
		assert(pos < _size);
		if (len >= _size - pos)
		{
			_size = pos;
			_str[pos] = '\0';
		}
		else
		{
			for (size_t i = pos;i<=_size-len;i++)
			{
				_str[i] = _str[i + len];
			}
			_size -= len;
		}
		return *this;
	}
	size_t string::find(char ch, size_t pos)
	{
		assert(pos < _size);
		for (size_t i = 0; i < _size; i++)
		{
			if (_str[i] == ch)
				return i;
		}
		return npos;
	}
	size_t string::find(const char* str, size_t pos)
	{
		assert(pos < _size);
		char* tmp = strstr(_str + pos, str);
		if (tmp == nullptr)
			return npos;
		else
			return tmp - _str;
	}
	string string::substr(size_t pos, size_t len)
	{
		assert(pos < _size);
		if (len > _size - pos)
		{
			len = _size - pos;
		}
		string sub;
		sub.reserve(len);
		for (size_t i = 0; i < len; i++)
		{
			sub += _str[pos + i];
		}
		return sub;
	}
	ostream& operator<<(ostream& out, string& s)
	{
		for (auto& ch : s)
		{
			cout << ch;
		}
		return out;
	}
	istream& operator>>(istream& in, string& s)
	{
		const size_t N = 256;
		char buff[N] = { 0 };
		char ch = 0;
		ch = in.get();
		int i = 0;
		while (ch != ' ' && ch != '\n')
		{
			buff[i++] = ch;
			if (i == N - 1)
			{
				buff[i] = '\0';
				s += buff;//尾插
				i = 0;//重置i
			}
			ch = in.get();
		}
		if (i > 0)//将剩下的数据尾插
		{
			buff[i] = '\0';
			s += buff;
		}
		return in;
	}
}

好了，我们下期见！

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