《c++从0到99》七 STL之string类
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了《c++从0到99》七 STL之string类相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
string类
一、 标准库中的string类
01 了解string类
- 字符串是表示字符序列的类
- 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。
- 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)。
- 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)。
- 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。
在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std
02 string类的常用接口
(1) string类对象的常见构造
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| string() | 构造空的string类对象，即空字符串 |
| string(const char*s) | 用c-string来构造string类对象 |
| string(size_t n,char c) | string类对象中包含n个字符c |
| string(const string &s) | 拷贝构造函数 |
void test()
{
string s1; //构造空的string类对象
string s2("hello.c++"); //用c格式字符串构造string类对象
string s3(10,"a"); //用n个字符构造string类对象
string s4(s2); //用s2拷贝构造s4
}
(2) string类对象的容量的操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| size | 返回字符串的有效字符长度 |
| length | 返回字符串的有效字符长度 |
| capacity | 返回空间总大小 |
| empty | 检测字符串是否为空串，如果是返回true，否则返回false |
| clear | 清空有效字符 |
| reserve | 为字符串预留空间 |
| resize | 将有效字符的个数改成n个，多出的空间字符用c填充 |
void teststring1()
{
//string类对象支持使用cin和cout直接输入输出
string s("hello.cpp");
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.length()<<endl;
count<<s.capacity()<<endl;
count<<s<<endl;
//将s清空
s.clear();
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.capacity()<<endl;
//将s内有效字符增加到10个，用字符*填充
s.resize(10,'*');
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.capacity()<<endl;
cout<<s<<endl;
//将s内有效字符增加到15个，多出位置用缺省值\\0进行填充
s.resize(15);
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.capacity()<<endl;
cout<<s<<endl;
//将s内有效字符数缩小到5个
s.resize(5);
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.capacity()<<endl;
cout<<s<<endl;
}
/*--------------------------------------------------*/
void teststring2()
{
string s;
//测试reserve是否会改变string中有效元素的个数
s.reserve(100);
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.capacity()<<endl;
//当reserve参数小于string的底层空间大小时，空间是否会缩小？
s.reserve(50);
cout<<s.size()<<endl;
cout<<s.capacity()<<endl;
}
/*---------------------------------------------------*/
void teststring3()
{
string s;
size_t sz =s.capacity();
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";
}
}
}
/*---------------------------------------------------*/
void teststring4()
{
string s;
s.reserve(100);
size_t sz = s.capacity();
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';
}
}
}
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。
(3) string类对象的访问及遍历操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| operator[] | 返回pos位置的字符，const string类对象调用 |
| begin+end | begin获取第一个字符位置的迭代器+end获取最后一个字符下一个位置的迭代器 |
| rbegin+rend | rbegin获取最后一个字符下一个位置的迭代器，rend获取第一个字符的位置的迭代器 |
| 范围for | c++11支持更简洁的范围for的遍历方式 |
void Teststring()
{
string s1("hello Bit");
const string s2("Hello Bit");
cout<<s1<<" "<<s2<<endl;
cout<<s1[0]<<" "<<s2[0]<<endl;
s1[0] = 'H';
cout<<s1<<endl;
// s2[0] = 'h'; 代码编译失败，因为const类型对象不能修改
}
void Teststring()
{
string s("hello Bit");
// 3种遍历方式：
// 需要注意的以下三种方式除了遍历string对象，还可以遍历是修改string中的字符，
// 另外以下三种方式对于string而言，第一种使用最多
// 1. for+operator[]
for(size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
cout<<s[i]<<endl;
// 2.迭代器
string::iterator it = s.begin();
while(it != s.end())
{
cout<<*it<<endl;
++it;
}
string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
while(rit != s.rend())
cout<<*rit<<endl;
// 3.范围for
for(auto ch : s)
cout<<ch<<endl;
}
(4) string类对象的修改操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| push_back | 在字符串后尾插字符c |
| append | 在字符串后追加一个字符串 |
| operator+= | 在字符串后追加字符串str |
| c_str | 返回c格式字符串 |
| find+npos | 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 |
| rfind+npos | 从字符串pos位置开始向前找字符c，返回该字符在字符串中的位置 |
| substr | 在str中从pos位置开始截取n个字符然后将其返回 |
void Teststring()
{
string str;
str.push_back(' '); // 在str后插入空格
str.append("hello"); // 在str后追加一个字符"hello"
str += 'b'; // 在str后追加一个字符'b'
str += "it"; // 在str后追加一个字符串"it"
cout<<str<<endl;
cout<<str.c_str()<<endl; // 以C语言的方式打印字符串
// 获取file的后缀
string file1("string.cpp");
size_t pos = file.rfind('.');
string suffix(file.substr(pos, file.size()-pos));
cout << suffix << endl;
// npos是string里面的一个静态成员变量
// static const size_t npos = -1;
// 取出url中的域名
string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
cout << url << endl;
size_t start = url.find("://");
if (start == string::npos)
{
cout << "invalid url" << endl;
return;
}
start += 3;
size_t finish = url.find('/', start);
string address = url.substr(start, finish - start);
cout << address << endl;
// 删除url的协议前缀
pos = url.find("://");
url.erase(0, pos+3);
cout<<url<<endl;
}
注意：
- 在string尾部追加字符时，s.push_back© / 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。
- 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类的非成员函数
| 函数 | 功能说明 |
|---|---|
| operator+ | 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低 |
| operator>> | 输入运算符重载 |
| operator<< | 输出运算符重载 |
| getline | 获取一行字符串 |
| relational operators | 大小比较 |
二、 string类的模拟实现
namespace bit
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
public:
string(const char* str = "")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
string(const string& s)
: _str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
this->swap(tmp);
}
string& operator=(string s)
{
this->Swap(s)
namespace bit
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
public:
string(const char* str = "")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
string(const string& s)
: _str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
this->swap(tmp);
}
string& operator=(string s)
{
this->Swap(s)
return _str;
}
/
// capacity
size_t size()const
size_t capacity()const
bool empty()const
void resize(size_t newSize, char c = '\\0')
{
if (newSize > _size)
{
// 如果newSize大于底层空间大小，则需要重新开辟空间
if (newSize > _capacity)
{
Reserve(newSize);
}
memset(_str + _size, c, newSize - _size);
}
_size = newSize;
_str[newSize] = '\\0';
}
void reserve(size_t newCapacity)
{
// 如果新容量大于旧容量，则开辟空间
if (newCapacity > _capacity)
{
char* str = new char[newCapacity + 1];
strcpy(str, _str);
// 释放原来旧空间,然后使用新空间
delete[] _str;
_str = str;
_capacity = newCapacity;
}
}
// access
char& operator[](size_t index)
{
assert(index < _size);
return _str[index];
}
const char& operator[](size_t index)const
{
assert(index < _size);
return _str[index];
}
// 返回c在string中第一次出现的位置
size_t find(char c, size_t pos = 0) const;
// 返回子串s在string中第一次出现的位置
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;
// 在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置
string& insert(size_t pos, char c);
string& insert(size_t pos, const char* str);
// 删除pos位置上的元素，并返回该元素的下一个位置
string& erase(size_t pos, size_t len);
private:
friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const bit::string& s);
friend istream& operator>>(istream& _cin, bit::string& s);
private:
char* _str;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
}
ostream& bit::operator<<(ostream& _cout, const bit::string& s)
{
// 不能使用这个
//cout << s._str;
for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
{
_cout << s[i];
}
return _cout;
}
///对自定义的string类进行测试
void TestBitstring()
{
bit::string s1("hello");
s1.push_back(' ');
s1.push_back('b');
s1.append(1, 'i');
s1 += 't';
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
// 利用迭代器打印string中的元素
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
// 这里可以看到一个类只要支持的基本的iterator，就支持范围for
for (auto ch : s1)
cout << ch << " ";
cout << endl;
}
}
}
}
以上是关于《c++从0到99》七 STL之string类的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章