C++从青铜到王者第七篇:STL之string类的初识

Posted 2021-08-01 森明帮大于黑虎帮

系列文章目录

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文章目录

• 系列文章目录
• 前言
• 一、什么是STL
• 二、STL的六大组件
• 三、STL的缺陷
• 四、为什么学习string类
• • • 1.C语言中的字符串
    • 2.两个面试题
    • 3.标准库中的string类
    • 4.string类的常用接口说明
    • • 1.string类对象的常见构造
      • 2.string类对象的容量操作
      • 3.string类对象的访问及遍历操作
      • 4. string类对象的修改操作
      • 5. string类非成员函数
• 总结

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前言

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一、什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

二、STL的六大组件

三、STL的缺陷

• STL库的更新太慢了。这个得严重吐槽，上一版靠谱是C++98，中间的C++03基本一些修订。C++11出来已经相隔了13年，STL才进一步更新。
• STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。
• STL极度的追求效率，导致内部比较复杂。比如类型萃取，迭代器萃取。
• STL的使用会有代码膨胀的问题，比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码，当然这是模板语法本身导致的。

四、为什么学习string类

1.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。

2.两个面试题

字符串转为整数(atoi)

字符串相加

在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。

3.标准库中的string类

string类的文档介绍

• 总结:
• string是表示字符串的字符串类。
• 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。
• string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>string。
• 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。

4.string类的常用接口说明

1.string类对象的常见构造

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS   1
#include<iostream>
#include<string.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
#include<string>
int main()
{
	//4个构造函数
	string s1;
	string s2("hello");
	string s3(s2);
	string s4(5, 'a');
	string s5 = "hello";
	string s6 = s2;

	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	//析构函数先释放s4，再s3,再s2，再s1
	cout << s5 << endl;
	cout << s6 << endl;

	s1 = s2;
	cout << s1 << endl;
	return 0；
}

void TestString1()            //构造函数
{
	string s1;                 //ok
	string s2("bit");          //ok
	string s3(s2);             //ok
	string s4("bit", 1);
	string s5("bit education", 1, 2);
	string s6("bit education", 1, string::npos); //npos是一个静态的全局变量为-1补码无穷大
	string s7("bit education", 1,20);
	string s8(5, 'a');

	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	cout << s5 << endl;
	cout << s6 << endl;
	cout << s7 << endl;
	cout << s8 << endl;

	s1 = s8;                //赋值 ok
	cout << s1 << endl;
}

2.string类对象的容量操作

void TestString7() //string类的容量操作
{
	string s1("bit education");
	string s2("C++");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s2.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
	cout << s2.length() << endl;

	cout << s1.max_size() << endl;
	cout << s2.max_size() << endl;

	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl;

	s1.clear();                  //size减为0
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
}

reserve开空间的对比，未使用reserve

void TestString8()
{
	string s;
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:" << endl;
	for (size_t i = 0; i < 100; i++)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed:" << sz << endl;
		}
	}
}

reserve开空间的对比，使用reserve

void TestString9 ()
{
	string s;
	s.reserve(100);
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:" << endl;
	for (size_t i = 0; i < 100; i++)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed:" << sz << endl;
		}
	}
}

resize开空间但是默认用字符填充

void TestString10()
{
	string s;
	s.resize(100, 'a');
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:" << endl;
	for (size_t i = 0; i < 100; i++)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed:" << sz << endl;
		}
	}
}

3.string类对象的访问及遍历操作

[]+下标的遍历，重载了+=运算符----追加

void TestString2()         //[]+下标的遍历，重载了+=运算符----追加
{
	string s1("bit");

	s1 += 'e';
	cout << s1 << endl;
	s1 += ' ';
	s1 += "ducation";
	cout << s1 << endl;

	//[]+下标的遍历方式
	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)   //读
	{
		cout << s1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)  //写，修改字符
	{
		s1[i] = s1[i] + 1;
	}
	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}

迭代器的遍历

void TestString3()    //迭代器的遍历
{
	string s1("bit education");
	string::iterator it = s1.begin();
	//auto it=s1.begin();auto自动推导it是迭代器
	//vector<int>::iterator it=s1.begin();
	//读
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		it++;
	}
	cout << endl;

	//写
	it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		*it = *it + 2;
		it++;
	}
	cout << s1 << endl;

	vector<int> v1;
	v1.push_back(1);
	v1.push_back(2);
	v1.push_back(3);
	vector<int>::iterator vit = v1.begin();
	while (vit != v1.end())
	{
		cout << *vit << " ";
		vit++;
	}
	cout << endl;
}

范围for的遍历 C++11原理是迭代器

void TestString4()    //范围for的遍历 C++11原理是迭代器
{
	string s1("bit education");
	for (auto s : s1)   //依次取出容器s1里面的字符给s
	{
		cout << s << " ";
	}
	cout << endl;

	for (auto s : s1)
	{
		s = s + 1;
		cout << s << " ";
	}
	cout << endl;
}

反向迭代器,倒着遍历

void TestString5()    //反向迭代器,倒着遍历
{
	string s1("bit education");
	string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();
	while (rit != s1.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		rit++;
	}
	cout << endl;
}

const类型的参数就要用const类型的迭代器，const类型的迭代器只能读

int String2Int(const string& nums)  //const类型的参数就要用const类型的迭代器，const类型的迭代器只能读
{
	int val = 0;
	string::const_iterator it = nums.begin();
	while (it != nums.end())
	{
		//*it = 'a';
		val = val * 10;
		val = val + (*it - '0');
		it++;
	}
	return val;
}

void TestString6()//简单的字符串转为整形
{
	string nums("12345");
	int ret = String2Int(nums);
	cout << ret << endl;
}

4. string类对象的修改操作

void TestString11()  //string 类对象的修改操作
{
	string s("bite");
	cout << s<< endl;
	s.push_back(' ');
	cout << s << endl;
	s.append("education");
	cout << s << endl;
	s += "!";
	cout << s << endl;

	s.insert(s.begin(), 'B');
	cout << s << endl;
	s.insert(0, "A");
	cout << s << endl;

	s.erase(2, 3);
	cout << s << endl;
	s.erase(s.begin(),s.end());
	cout << s << endl;

}

c_str

void TestString12()
{
	//获取字符数组首地址，用C字符串的形式遍历
	string s1("bie education");
	const char* str = s1.c_str();
	while (*str)
	{
		cout << *str << " ";
		str++;
	}
	cout << endl;
	s1 += '\\0';
	s1 += "hello";
	cout << s1 << endl;           //调用的string重载operator<<  将对象数组中所有字符都输出
	cout << s1.c_str() << endl;   //直接输出const char* 遇到\\0结束

	//打印所有字符256个
	for (unsigned char ch = 0; ch < 256; ch++)
	{
		cout << ch << " ";
	}
	cout << endl;
}

rfind和substr

void TestString13()   //find获取文件的后缀,rfind可以倒着找
{
	string s1("string.cpp.zip");
	string s2("string.c");
	string s3("string.txt");
	size_t pos1 = s1.find('.');

	if (pos1 != string::npos)
	{
		cout << s1.substr(pos1) << endl;
	}
	size_t pos2 = s2.find('.');
	if (pos2 != string::npos)
	{
		cout << s2.substr(pos2) << endl;
	}
	size_t pos3= s3.find('.');
	if (pos3 != string::npos)
	{
		cout << s3.substr(pos3) << endl;
	}

	//协议 域名 资源名称
	string stringcpp("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");

	string &url = stringcpp;
	size_t pos4 = url.find(":");
	if (pos4 != string::npos)
	{
		cout << url.substr(0,pos4) << endl;
	}
	size_t pos5 = url.find('/', pos4 + 3);
	if (pos5 != string::npos)
	{
		cout << url.substr(pos4 + 3, pos5 - pos4-3) << endl;
	}
	cout << url.substr(pos5 + 1) << endl;
}

5. string类非成员函数

void TestString14()
{
	string s1("hello");
	string ret1 = s1 + "world";   //重载+不会改变s1
	string ret2 = s1 += "world";  //重载+=会改变s1
	cout << ret1 << endl;
	cout << ret2 << endl;

	string s2("aabbc");
以上是关于C++从青铜到王者第七篇:STL之string类的初识的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
 
 C++从青铜到王者第十七篇:C++之继承
 数据结构从青铜到王者第七篇:数据结构之堆
 C++从青铜到王者第十篇:STL之vector类的模拟实现
 C++从青铜到王者第九篇:STL之vector类的初识
 C++从青铜到王者第十一篇:STL之list类的初识
 C++从青铜到王者第十三篇:STL之list类的模拟实现