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【C++初阶】C++STL详解（一）—— string类（上）

2023-06-06 128
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简介： 【C++初阶】C++STL详解（一）—— string类（上）

C++STL详解（一）—— sring类

1. string的定义方式

string类实现了多个构造函数的重载，常用的构造函数如下：

string();  //构造一个空字符串
string(const char* s);  //复制s所指的字符序列
string(const char* s, size_t n);  //复制s所指字符序列的前n个字符
string(size_t n, char c);  //生成n个c字符的字符串
string(const string& str);  //生成str的复制品
string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos);  //复制str中从字符位置pos开始并跨越len个字符的部分

使用示例：

string s1;                     //构造空字符串
string s2("hello string");     //复制"hello string"
string s3("hello string", 3);  //复制"hello string"的前3个字符
string s4(10, 's');            //生成10个's'字符的字符串
string s5(s2);                 //生成s2的复制品
string s6(s2, 0, 4);           //复制s2中从字符位置0开始并跨越4个字符的部分

2. string的插入

1、使用push_back进行尾插–插入单个字符

append–插入字符串

void push_back (char c);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s;
  s.push_back('C');
  s.push_back('S');
  s.push_back('D');
  s.push_back('N');
  cout << s << endl; //CSDN
  s.append("hello");
  cout << s << endl; //CSDNhello
  return 0;
}

2、使用insert插入


string& insert (size_t pos, const string& str);

string& insert (size_t pos, const char* s);

iterator insert (iterator p, char c);


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("C"); //C
  //insert(pos, str)在pos位置插入字符串str
  s.insert(1, "S"); //CS
  //insert(pos, string)在pos位置插入string对象
  string t("D");
  s.insert(2, t); //CSD
  //insert(pos, char)在pos位置插入字符char
  s.insert(s.end(), 'N'); //CSDN
  cout << s << endl; //CSDN
  return 0;
}

3.string的拼接

使用append函数完成string的拼接：

string& append (const string& str);
string& append (const char* s);
string& append (size_t n, char c);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s1("I");
  string s2(" like");
  //append(string)完成两个string对象的拼接
  s1.append(s2); //I like
  //append(str)完成string对象和字符串str的拼接
  s1.append(" C++"); //I like C++
  //append(n, char)将n个字符char拼接到string对象后面
  s1.append(3, '!'); //I like C++!!!
  cout << s1 << endl; //I like C++!!!
  return 0;
}

4.string的删除

1、使用pop_back进行尾删

void pop_back();
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("C++");
  s.pop_back();
  s.pop_back();
  cout << s << endl; //C
  return 0;
}

2、使用erase删除

string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);
iterator erase (iterator p);
iterator erase (iterator first, iterator last);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("I like C++");
  //erase(pos, n)删除pos位置开始的n个字符
  s.erase(8, 5); //I like C
  //erase(pos)删除pos位置的字符
  s.erase(s.end()-1); //I like
  //erase(pos1, pos2)删除[pos1pos2)上所有字符
  s.erase(s.begin() + 1, s.end()); //I
  cout << s << endl; //I
  return 0;
}

5.string的查找

1、使用find函数正向搜索第一个匹配项


size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;

size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;

size_t find (char c, size_t pos = 0) const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s1("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
  //find(string)正向搜索与string对象所匹配的第一个位置
  string s2("www");
  size_t pos1 = s1.find(s2);
  cout << pos1 << endl; //7
  //find(str)正向搜索与字符串str所匹配的第一个位置
  char str[] = "cplusplus.com";
  size_t pos2 = s1.find(str);
  cout << pos2 << endl;  //11
  //find(char)正向搜索与字符char所匹配的第一个位置
  size_t pos3 = s1.find(':');
  cout << pos3 << endl; //4
  return 0;
}

2、使用rfind函数反向搜索第一个匹配项


size_t rfind (const string& str, size_t pos = npos) const;

size_t rfind (const char* s, size_t pos = npos) const;

size_t rfind (char c, size_t pos = npos) const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s1("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
  //rfind(string)反向搜索与string对象所匹配的第一个位置
  string s2("string");
  size_t pos1 = s1.rfind(s2);
  cout << pos1 << endl; //42
  //rfind(str)反向搜索与字符串str所匹配的第一个位置
  char str[] = "reference";
  size_t pos2 = s1.rfind(str);
  cout << pos2 << endl;  //25
  //rfind(char)反向搜索与字符char所匹配的第一个位置
  size_t pos3 = s1.rfind('/');
  cout << pos3 << endl; //53
  return 0;
}

90b3b0d632c54709b73c17544e21b694.png

212497c811cf48918ee1ffc901ed9dfc.png3、find_first_of()函数


size_t find_first_of (const string& str, size_t pos = 0) const;

size_t find_first_of (const char* s, size_t pos = 0) const;

size_t find_first_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;

size_t find_first_of (char c, size_t pos = 0) const;

正向查找在原字符串中第一个与指定字符串（或字符）中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。若查找失败，则返回npos。（npos定义为保证大于任何有效下标的值。）

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    string str="abcdefab";
    cout<<str.find_first_of('a')<<endl;//第二个参数为0，默认从下标为0开始查找。
    cout<<str.find_first_of("hce")<<endl;//待查串hce第一个出现在原串str中的字符是c，返回str中c的下标2,故结果为2。
    cout<<str.find_first_of("ab",1)<<endl;//从下标为1开始查，待查串ab第一个出现在原串str中的字符是b，返回b的下标，结果为1。
    cout<<str.find_first_of('h')<<endl;//原串没有待查字符h，故查不到，返回npos。
    cout<<str.find_first_of("hw")<<endl;//待查子串任一字符在原串中都找不到，故查不到，返回npos。
    return 0;
}
//有效的下标应该在0~len-1范围内。len=str.size();

4、find_last_of()函数


size_t find_last_not_of (const string& str, size_t pos = npos) const;

size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos = npos) const;

size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;

size_t find_last_not_of (char c, size_t pos = npos) const;


逆向查找在原字符串中最后一个与指定字符串（或字符）中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。若查找失败，则返回npos。（npos定义为保证大于任何有效下标的值。）

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
    string str="abcdefab";
    cout<<str.find_last_of("wab")<<endl;//原串最后一个字符首先与待查子串的每一个字符一一比较，一旦有相同的就输出原串该字符的下标.。结果为b的下标7。
    cout<<str.find_last_of("wab",5)<<endl;
    //从原串中下标为5开始逆向查找，首先f与待查子串每一字符比较，若有相同的就输出该字符在原串的下标。
    //若一个都没有，就依次逆向比较，即e再与待查子串一一比较，直到原串的b与待查子串中的b相同，然后输出该b在原串的下标1。
    cout<<str.find_last_of("fab",5)<<endl;//输出f在原串的下标5。
    cout<<str.find_last_of("fab",7)<<endl;//输出b在原串的下标7。
    cout<<str.find_last_of("hwk")<<endl;//原串没有待查子串的任何字符，故返回npos。
    return 0;
}
//有效的下标应该在0~len-1范围内。len=str.size();

6.string的比较

使用compare函数完成比较：


int compare (const string& str) const;

int compare (size_t pos, size_t len, const string& str) const;

int compare (size_t pos, size_t len, const string& str, size_t subpos, size_t sublen) const;


比较规则：

 1、比较字符串中第一个不匹配的字符值较小，或者所有比较字符都匹配，但比较字符串较短，则返回小于0的值。

 2、比较字符串中第一个不匹配的字符值较大，或者所有比较字符都匹配，但比较字符串较长，则返回大于0的值。

 3、比较的两个字符串相等，则返回0。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s1("hello world");
  string s2("hello CSDN");
  //"hello world"和"hello CSDN"比较
  cout << s1.compare(s2) << endl; //1
  //"ell"和"hello CSDN"比较
  cout << s1.compare(1, 3, s2) << endl; //-1
  //"hello"和"hello"比较
  cout << s1.compare(0, 4, s2, 0, 4) << endl; //0
  return 0;
}

注意：除了支持string类之间进行比较，compare函数还支持string类和字符串进行比较。

7.string的替换

使用replace函数完成string的替换：

string& replace (size_t pos, size_t len, const char* s);

string& replace (size_t pos, size_t len, size_t n, char c);

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("hello world");
  //replace(pos, len, str)将pos位置开始的len个字符替换为字符串str
  s.replace(6, 4, "CSDN"); //hello CSDNd
  //replace(pos, len, n, char)将pos位置开始的len个字符替换为n个字符char
  s.replace(10, 1, 3, '!'); //hello CSDN!!!
  cout << s << endl;
  return 0;
}
#include <iostream>

但一般不使用repalce，因为要挪动数据，时间复杂度较高，而是通过空间换时间，比如下面这道题：990f5fa1e44942b19fd9cbd191f26268.png

8.string的交换

使用swap函数完成两个string类的交换：

void swap (string& x, string& y);

void swap (string& str);

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s1("hello");
  string s2("CSDN");
  //使用string类的成员函数swap交换s1和s2
  s1.swap(s2);
  cout << s1 << endl; //CSDN
  cout << s2 << endl; //hello
  //使用非成员函数swap交换s1和s2
  swap(s1, s2);
  cout << s1 << endl; //hello
  cout << s2 << endl; //CSDN
  return 0;
}

9.string的大小和容量

1、使用size函数或length函数获取当前有效字符的个数

size_t size() const;

size_t length() const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  cout << s.size() << endl; //4
  cout << s.length() << endl; //4
  return 0;
}

2、使用max_size函数获取string对象对多可包含的字符数

size_t max_size() const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  cout << s.max_size() << endl; //4294967294
  return 0;
}

3、使用capacity函数获取当前对象所分配的存储空间的大小

size_t capacity() const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  cout << s.capacity() << endl; //15
  return 0;
}

4、使用resize改变当前对象的有效字符的个数


void resize (size_t n);

void resize (size_t n, char c);


resize规则：

 1、当n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符为c，若c未给出，则默认为’\0’。

 2、当n小于对象当前的size时，将size缩小到n。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s1("CSDN");
  //resize(n)n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符默认为'\0'
  s1.resize(20);
  cout << s1 << endl; //CSDN
  cout << s1.size() << endl; //20
  cout << s1.capacity() << endl; //31
  string s2("CSDN");
  //resize(n, char)n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符为char
  s2.resize(20, 'x');
  cout << s2 << endl; //CSDNxxxxxxxxxxxxxxxx
  cout << s2.size() << endl; //20
  cout << s2.capacity() << endl; //31
  string s3("CSDN");
  //resize(n)n小于对象当前的size时，将size缩小到n
  s3.resize(2);
  cout << s3 << endl; //CS
  cout << s3.size() << endl; //2
  cout << s3.capacity() << endl; //15
  return 0;
}

注意：若给出的n大于对象当前的capacity，则capacity也会根据自己的增长规则进行扩大->进行开空间+初始化

5、使用reserve改变当前对象的容量大小

void reserve (size_t n = 0);

reserve规则：

 1、当n大于对象当前的capacity时，将capacity扩大到n或大于n。

 2、当n小于对象当前的capacity时，什么也不做。


 注意：如果使用clear()清理了数据，会缩容，反之不会缩容；但不建议缩容，否则时间换空间(开辟小空间、拷贝、释放之前的大空间)->不值得

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  cout << s << endl; //CSDN
  cout << s.size() << endl; //4
  cout << s.capacity() << endl; //15
  //reverse(n)当n大于对象当前的capacity时，将当前对象的capacity扩大为n或大于n
  s.reserve(20); 
  cout << s << endl; //CDSN
  cout << s.size() << endl; //4
  cout << s.capacity() << endl; //31
  //reverse(n)当n小于对象当前的capacity时，什么也不做
  s.reserve(2);
  cout << s << endl; //CDSN
  cout << s.size() << endl; //4
  cout << s.capacity() << endl; //31
  return 0;
}

注意：此函数对字符串的size没有影响，并且无法更改其内容。只进行开空间->减少消耗，提高效率

6、使用clear删除对象的内容，删除后对象变为空字符串

void clear();

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  //clear()删除对象的内容，该对象将变为空字符串
  s.clear();
  cout << s << endl; //空字符串
  return 0;
}

7、使用empty判断对象是否为空

bool empty() const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  cout << s.empty() << endl; //0
  //clear()删除对象的内容，该对象将变为空字符串
  s.clear();
  cout << s.empty() << endl; //1
  return 0;
}

10.string中元素的访问

1、[ ]+下标

 因为string类对[ ]运算符进行了重载，所以我们可以直接使用[ ]+下标访问对象中的元素。并且该重载使用的是引用返回，所以我们可以通过[ ]+下标修改对应位置的元素。

char& operator[] (size_t pos);

const char& operator[] (size_t pos) const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  //[]+下标访问对象元素
  for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
  {
    cout << s[i];
  }
  cout << endl;
  //[]+下标修改对象元素内容
  for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
  {
    s[i] = 'x';
  }
  cout << s << endl; //xxxx
  return 0;
}

a12957728e244d5bab26ba029d1f94a4.png

2、使用at访问对象中的元素

 因为at函数也是使用的引用返回，所以我们也可以通过at函数修改对应位置的元素。

char& at (size_t pos);

const char& at (size_t pos) const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
  {
    //at(pos)访问pos位置的元素
    cout << s.at(i);
  }
  cout << endl;
  for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
  {
    //at(pos)访问pos位置的元素，并对其进行修改
    s.at(i) = 'x';
  }
  cout << s << endl; //xxxx
  return 0;
}

62967fe8209a4ad99cdc9f51cee58738.png3、使用范围for访问对象中的元素

 需要特别注意的是：若是需要通过范围for修改对象的元素，则用于接收元素的变量e的类型必须是引用类型，否则e只是对象元素的拷贝，对e的修改不会影响到对象的元素。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  //使用范围for访问对象元素
  for (auto e : s)
  {
    cout << e;
  }
  cout << endl; //CSDN
  //使用范围for访问对象元素，并对其进行修改
  for (auto& e : s) //需要修改对象的元素，e必须是引用类型
  {
    e = 'x';
  }
  cout << s << endl; //xxxx
  return 0;
}

其实，范围for的底层就是迭代器

4、使用迭代器访问对象中的元素

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
  string s("CSDN");
  //使用迭代器访问对象元素
  string::iterator it1 = s.begin();
  while (it1 != s.end())
  {
    cout << *it1;
    it1++;
  }
  cout << endl; //CSDN
  //使用迭代器访问对象元素，并对其进行修改
  string::iterator it2 = s.begin();
  while (it2 != s.end())
  {
    *it2 += 1;
    it2++;
  }
  cout << s << endl; //DTEO
  return 0;
}
文章标签：
C++
关键词：
C++ string类
C++ string
C++类
String类
C++ stl
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