C++ STL主要组件之String总结（第一部分，构造和操作）

Posted 2020-12-01

最近在学习C++时，进入到了STL的学习阶段，在发现到这个部分的重要性时，我打算把对STL的学习分步骤记录下来，我首先打算学习的是组件String的部分，此文章主要只记录内部构造和对象基本操作。

STL是由C++提供的标准模板库，内含多个主要组件，此次总结的是String部分的内容。String在STL中算是较为重要的部分，所以需要我重点攻克。

先放一张我学习String后对于此部分知识点的概括。

首先是第一部分：

一.标准库中的String类都有哪些内容

首先是String中包含的接口：
其实这一部分要理解还是不难的，因为这些功能性的函数之前大都或多或少的编写过。
1.构造函数
（1）无参构造函数
string（）//构造空的string对象，一个空字符串
eg：

string s1；//构造空的String类对象s1

（2）带参构造函数
此时常见构造函数就不止一种了
①参数为c风格字符串
string（const char * s）
eg：

string s2（“hello”）；//使用C风格字符串构造的String类对象

②构造的对象中包含n个字符c
string（size_t n，char c）
eg：

string s3（10，‘n’）；//构造的对象为字符串“nnnnnnnnnn”

③拷贝构造（使用相同类的对象来构造新的类对象）
string（const string& s）
eg：
string s4（s3）；

2.String类对象对于容量的操作
这一部分其实要去全部学习其实是效率不高的，如下图

（图片来源cplusplus.com）
所以主要选取其中使用较为频繁的几种（size，empty，clear，reserve，resize）来主要学习便可。
（1）size
size函数会返回当前对象的有效字符长度
eg：

string s；
cout << s.size();

（2）empty
empty会检测当前字符串是否已释放为空串，是的话返回true，否的话返回false
eg:

string s；
if(s.empty()){
return 0;
}

（3）clear
clear会清空当前对象的有效字符，但不会改变底层空间大小
eg:

string s；
s.clear();

（4）resize( size_t n, char c )
resize会修改当前对象有效字符个数，多出的部分会使用字符c填充
若是修改后有效字符长度小于之前，则多出的部分将被截掉
eg:

string s；
s.resize(20,‘w‘);

需要注意的点有：
<1>如果是将string类中的有效元素缩小，只改变有效元素个数，不会改变底层空间大小
<2>如果是将string类中的有效元素增多，可能需要扩容（改变底层空间大小）

（5）reserve（ size_t newcapacity ）
reserve会修改当前对象底层空间大小，但不会修改有效字符个数
当newcapacity > oldcapacity(string类旧空间大小)时，进行扩容
若是newcapacity < oldcapacity 时,函数直接返回，不作任何修改
eg:

string s；
reserve(20);

需要注意的点：
在不同环境下，reserve进行扩容的大小是不一样的（当对象字符串长度小于15时，初始分配底层空间大小为15）：
例如：在vs平台下扩容大小大约是原来的1.5倍
但是在linux下扩容大小就是原来的2倍

最后是容量操作中的小点：
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(函数返回值也完全相同)

3.对于string类对象的访问方法
（1）对于指定位置的的访问
在对象操作中，这样的访问通常使用operator[ ]来进行（类似于访问数组元素的操作）
eg：

string s（“hello”）；
cout << s[0];

输出结果：
h
（2）使用遍历方法访问（或修改）
在C++中，此处我们一共可以使用3中遍历方法（ps：I like it！O(∩_∩)O）
<1>使用for循环加operator[ ]的方式遍历字符串
eg：

string s（“beat it”）；
for（size_t i=0；i<=s.size()；++i）
cout << s[ i ];

<2>使用迭代器的方法遍历
注意：
①标准库容器都可以使用迭代器
②begin()方法负责返回指向第一个元素的迭代器，end()方法负责返回指向容器尾元素的下一个位置的迭代器
③如果容器为空，则begin和end返回的是同一个迭代器
④rbegin()返回一个逆向迭代器，指向字符串的最后一个字符，rend()函数返回一个逆向迭代器，指向第一个字符的前一个位置，具体位置为下图：

（图片来源于网络）

eg：

string::iterator it = s.begin();  
 while(it != s.end())
 {
 cout<<*it<<endl;
 ++it;       //指向元素位置移动如上图
 }

 string::reverse_iterator rit = s.rbegin(); //此处为反向迭代器的使用
 while(rit != s.rend())
 {
 cout<<*rit<<endl;
++rit；     //指向元素位置移动如上图
}

<3>使用范围for方法遍历
eg：

for(auto c : s)
cout << c << endl;

4.对于string类对象的内容修改操作

string类中常用的此类操作有如下几种：

• push_back --在字符串后尾插字符c
  eg：

  string s1;
  s1.push_back(‘I‘);

• append --在字符串后追加一个字符串（使用方法有很多种，如下图）
  
  eg：
  常用的两种：

  s1.append("祖国");   //图中第一种
  s1.append(3, ‘!‘);    //图中第五种

• operator+= -- 在字符串后追加字符串str
  eg：
  s1 += " Love ";
• 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
  eg：

  size_t pos = s.find ( ‘ c ‘ ) ; 
  if ( pos != string : : npos )   
  {
      cout  <<  ‘c‘  <<  " is in s" << pos << endl;
  }

  注意：
  find方法在字符串s中查找字符c，若是找到返回该字符在字符串中的位置，若是没有找到则返回npos
  npos是string类定义的一个静态成员变量，保证其值大于任何有效的下标的值，可看成一个整数-1

• rfind 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....（其他同find）
• substr 在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回
  eg：

  substr（pos，n）；
  substr（pos）； //截取从pos到字符串结尾

同样只对其中较为重要的几种（operator+=、c_str、find+npos）进行重点记忆，其他几种了解即可。

5.对于string类的非成员函数
此处只是说明作用：

• operator+ 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
• operator>> （重点） 输入运算符重载
• operator<< （重点） 输出运算符重载
• getline （重点） 获取一行字符串
• relational operators （重点） 大小比较

标明重点部分需要掌握使用，在在线OJ将会用到

以上就是关于String第一部分的总结，附上一张收尾图：