string接口的深度理解（内附思维导图）

1. 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。

c++string类

http://string类的文档介绍

提供了对类对象的支持，且设计了对于单个字节的字符串中的字符进行操作。

注意⚠️：在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

2 string类的常用接口说明

1. string类对象的常见构造

范围 (7)	`template <class InputIterator> string (InputIterator first, InputIterator last); 范围构造函数以相同的顺序复制范围中的字符序列\[第一个，最后一个\]`

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string s0("Initial string");

	// 构造函数的使用顺序与上述相同：
	std::string s1;
	std::string s2(s0);
	std::string s3(s0, 8, 3);
	std::string s4("A character sequence");
	std::string s5("Another character sequence", 12);
	std::string s6a(10, 'x');
	std::string s6b(10, 66);      // 66 is the ASCII code for 'B'
	std::string s7(s0.begin(), s0.begin() + 7);

	std::cout << "s1: " << s1 << "\ns2: " << s2 << "\ns3: " << s3;
	std::cout << "\ns4: " << s4 << "\ns5: " << s5 << "\ns6a: " << s6a;
	std::cout << "\ns6b: " << s6b << "\ns7: " << s7 << '\n';
	return 0;
}

2. string类对象的容量操作

2.size 重要

返回字符串的长度，单位为字节。
这是符合字符串内容的实际字节数，它不一定等于它的存储容量。

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string str("Test string");
	std::cout << "str 的大小是" << str.size() << " 字节\n";
	return 0;
}

3.length重要

返回字符串的长度，单位为字节。
这是符合字符串内容的实际字节数，它不一定等于它的存储容量。

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string str("Test string");
	std::cout << "str 的大小是" << str.length() << " 字节\n";
	return 0;
}

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()。

3.capacity

返回当前为该字符串分配的存储空间大小，以字节表示。

这个容量不一定等于字符串长度。它可以等于或大于，额外的空格允许对象在向字符串中添加新字符时优化itsl操作。

扩展

请注意，这个容量没有限制字符串的长度。当该容量耗尽，需要更多时，自动按对象进行扩容（重新分配存储空间）。字符串长度的理论极限由成员max_size给出。

#include <iostream>
#include <string>

int main ()
{
  std::string str ("Test string");
  std::cout << "size: " << str.size() << "\n";
  std::cout << "length: " << str.length() << "\n";
  std::cout << "capacity: " << str.capacity() << "\n";
  std::cout << "max_size: " << str.max_size() << "\n";
  return 0;
}

4.resize （调整）重要

将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string str("I like to code in C");
	std::cout << str << '\n';

	unsigned sz = str.size();

	str.resize(sz + 2, '+');
	std::cout << str << '\n';

	str.resize(14);
	std::cout << str << '\n';
	return 0;
}

3. string类对象的访问及遍历操作

3.1 operator[]（重点）

这样写const 我之前博客中有

返回pos位置的字符，const string类对象调用

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    std::string str("Test string");
    for (int i = 0; i < str.length(); ++i)
    {
        std::cout << str[i];
    }
    return 0;
}

3.2 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

3.3rbegin + rend

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

细节讲解在operator[ ]和迭代器，auto，for流，reserve-CSDN博客

4. string类对象的修改操作

4.1push_back

在字符串后尾插字符c

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    std::string str("Test string");
        str.push_back(6);
  std::cout << str;
    return 0;
}

4.2 append

在字符串后追加一个字符串

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string str;
	std::string str2 = "Writing ";
	std::string str3 = "print 10 and then 5 more";

	// used in the same order as described above:
	str.append(str2);                       // "Writing "
	str.append(str3, 6, 3);                   // "10 "
	str.append("dots are cool", 5);          // "dots "
	str.append("here: ");                   // "here: "
	str.append(10u, '.');                    // ".........."
	str.append(str3.begin() + 8, str3.end());  // " and then 5 more"
	std::cout << str << '\n';
	return 0;
}

4.3 operator+= (重点)

在字符串后追加字符串str

// string::operator+=
#include <iostream>
#include <string>

int main ()
{
  std::string name ("John");
  std::string family ("Smith");
  name += " K. ";         // c-string
  name += family;         // string
  name += '\n';           // character

  std::cout << name;
  return 0;
}

4.4 c_str (重点)

返回C格式字符串

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>

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

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

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

    char* p = std::strtok(cstr, " ");
    while (p != 0)
    {
        std::cout << p << '\n';
        p = std::strtok(NULL, " ");
    }

    delete[] cstr;
    return 0;
}

4.5 ﬁnd+npos(重点)

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

5. string类非成员函数（操作符）

5.1 operator+

尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string firstlevel("com");
	std::string secondlevel("cplusplus");
	std::string scheme("http://");
	std::string hostname;
	std::string url;

	hostname = "www." + secondlevel + '.' + firstlevel;
	url = scheme + hostname;

	std::cout << url << '\n';

	return 0;
}

5.2 operator>> （重点）

输入运算符重载

//提取操作符
#include <iostream>
#include <string>

main()
{
	std::string name;

	std::cout << "Please, enter your name: ";
	std::cin >> name;
	std::cout << "Hello, " << name << "!\n";

	return 0;
}

5.3 perator <<（重点）

输出运算符重载

#include <iostream>
#include <string>

 int main()
{
	std::string str = "Hello world!";
	std::cout << str << '\n';
	return 0;
}

5.4 getline （重点）

获取一行字符串

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
	std::string name;

	std::cout << "Please, enter your full name: ";
	std::getline(std::cin, name);
	std::cout << "Hello, " << name << "!\n";

	return 0;
}

5.5 relational operators （重点）

大小比较

#include <iostream>
#include <vector>

int main ()
{
  std::string foo = "alpha";
  std::string bar = "beta";

  if (foo==bar) std::cout << "foo 和 bar are 相等\n";
  if (foo!=bar) std::cout << "foo 和 bar are 不相等\n";
  if (foo< bar) std::cout << "foo 小于 less \n";
  if (foo> bar) std::cout << "foo 大于 greater \n";
  if (foo<=bar) std::cout << "foo 小于等于 less \n";
  if (foo>=bar) std::cout << "foo 大于等于 greater\n";

  return 0;
}