1. 为什么学习string类?
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. 标准库中的string类
2.1 string类(了解)
2. 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。
3. 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) 。
2. 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。
3. string 在底层实际是: basic_string 模板类的别名, typedef basic_stringstring。
在使用string类时,必须包含#include头文件以及using namespace std。
2.2 string类的常用接口说明
1. string类对象的常见构造
函数名称 |
功能说明 |
string() (重点) |
构造空的string类对象,即空字符串 |
string(const char* s) (重点) |
用C-string来构造string类对象 |
string(const string&s) (重点) |
拷贝构造函数 |
string(size_t n, char c) |
string类对象中包含n个字符 |
void Teststring() { string s1; // 构造空的string类对象s1 string s2("hello bit"); // 用C格式字符串构造string类对象s2 string s3(s2); // 拷贝构造s3 }
2. string类对象的容量操作
函数名称 | 功能说明 |
size (重要) | 返回字符串有效字符长度 |
注意:
1. 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()。
2. clear()只是将string中有效字符清空,不改变底层空间大小。
3. 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,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。
4. 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。
int main() { string s1("hello world"); s1.reserve(10); s1.resize(6, 'q'); return 0; }
我们可以调试起来试试:
当运行到reserve时:
我们发现当参数小于size时改操作对参数几乎没影响。
当运行到resize时:
这里参数就可以改变size,但是不改变容量大小。
另外要注意的是当reserve参数大于size时就会开出大于参数的空间,具体是多少由编译器决定,resize的第一个参数大于size时也会扩大空间,同时还将size扩大到n,在原始数据上将后面数据初始化为ch.
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 |
范围for | C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式 |
int main() { string s1("hello world"); string::iterator it = s1.begin(); //auto it = s1.begin(); //这种方式遍历也可以 while (it != s1.end()) { *it += 1;//写 cout << *it << " ";//读 it++; } return 0; }
在string类中,这个迭代器的用法类似于指针的用法,但并不是在所有类中都是这个用法,至于rbegin和rend就是倒着遍历这里就不举例子了,另外C++11新引进的范围for的底层实现就是基于迭代器,这里我们后面在string类的模拟实现会讲到。
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 |
append | 在字符串后追加一个字符串 |
opreator+= | 在字符串后追加字符串str |
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 |
substr | 在str中从pos位置开始,截取n个字符,然后将其返回 |
注意:
1. 在 string 尾部追加字符时, s.push_back(c) / 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。
2. 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。
我们可以来试试查找字符串的用法:
string s("hello world.txt");//获取到后缀 size_t pos = s.find('.', 0); for (int i = pos + 1; i < s.size(); i++) cout << s[i];
这种方式可以获取到,但是如果字符串是这种形式的呢?
"hello world.txt.cpp"
我们想获取最后一个后缀就必须的用rfind.
string s("hello world.txt.cpp");//获取到后缀 size_t pos = s.rfind('.'); for (int i = pos + 1; i < s.size(); i++) cout << s[i];
不知道大家注意到了没有,我这里rfing是没有给第二个参数的,我们可以到官网上看看rfind的声明:
不难发现pos给了一个缺省值为npos,那npos又是什么鬼呢?
官方是这样给的:
npos就是-1转化成无符号整数,通俗来说npos就是一个string类所能够取到的最大长度。上面我们没有给第二个参数它就会从字符串末尾开始找,只要字符串长度不超过npos.
5. string类非成员函数
函数 |
功能 |
operator+ | 尽量少用,因为传值返回,导致深拷贝效率低 |
operator>> (重要) | 输入运算符重载 |
operator<< (重要) | 输出运算符重载 |
getline (重要) | 获取一行字符串 |
relational operators (重要) | 大小比较 |
上面的几个接口大家了解一下, 大家也可以自己去找一些OJ题来练习一下使用。 string 类中还有一些其他的操作,这里不一一列举,大家在需要用到时不明白了查文档即可。