『C++成长记』string使用指南

简介: 『C++成长记』string使用指南



🗒️前言:

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。C++中引入了string类,给我们提供了便利。

一、string类介绍

  • string是表示字符串的字符串类
  • string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 string;
  • 不能操作多字节或者变长字符的序列。

小Tips:在使用string类时,必须包含#include头文件以及using namespace std;

二、string类的常用接口说明

📒2.1string类对象的常见构造

🎀string()

   构造空的string类对象,即空字符串。

int main()
{
    string s1;
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

🎀string(const char* s)

   用一个C的字符串(或字符数组)来构造一个string类的对象。

int main()
{
    string s1("hellow world");
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

🎀string(size_t n, char c)

   用 n 个字符来构建string类对象。

int main()
{
    string s1(5, 'x');
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

🎀string(const string&s)

    string类的拷贝构造,用于构建一个和存在的s1一模一样的对象。

int main()
{
    string s1(5, 'x');
    string s2(s1);
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

🎀string(const string& str,size_t pos,size_t len=npos)

   复制strpos位置开始len个字符的部分,使用一个已存在的string类对象的一部分来创建一个新的string类对象。

小Tips:nopsstring类里面的一个静态成员变量,它是size_t类型,初始化为-1,即表示整型的最大值。

int main()
{
    string s1("hellow world");
    string s2(s1, 7, 5);
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

🎀string(const char* s,size_t n)

   用 s 所指向字符串(或字符数组)的前 n 个字符来初始化创建一个string类对象。

int main()
{
    char s[] = "hellow ,world";
    string s1(s, 6);
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

📒2.2string类对象的容量操作

🎀size()

   返回字符串有效字符长度

int main()
{
    string s1("hellow world");
    string s2("hellow C++");
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s2.size() << endl;
    return 0;
}

🎀length()

   返回字符串有效字符长度

int main()
{
    string s1("hellow world");
    string s2("hellow C++");
    cout << s1.length() << endl;
    cout << s2.length() << endl;
    return 0;
}

小Tips:size()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()

🎀capacity()

   返回string对象空间的总大小。

int main()
{
    string s1("hellow world");
    string s2("hellow world xxxxxxx");
    cout << s1.capacity() << endl;
    cout << s2.capacity() << endl;
    return 0;
}

小Tips:capacity()会返回对象空间的总大小,这个空间是存储有效字符的空间,实际上会多开辟一个空间,存储‘\0’。同一个对象在不同的环境开辟的空间不同,在不同环境下扩容机制也不同。

📖VS下的扩容机制

int main()
{
    string s1("hellow world");
    size_t old = s1.capacity();
    cout << old << endl;
    for (size_t i = 0; i < 100; i++)
    {
        s1.push_back('x');
        if (old != s1.capacity())
        {
            cout << s1.capacity() << endl;
            old = s1.capacity();
        }
    }
    return 0;
}

VS下默认开辟15个空间用来存储数据(本质上是开16个空间,因为还要存‘/0’),第一次扩容是2倍,后面都是以1.5倍的大小去扩容。

📖Linux下的扩容机制

在Linux环境下最初对象需要多少空间就开多少,后面一次按照2倍的大小进行扩容。

🎀reserve(size_t n = 0)

   为字符串预留空间。直接一次开辟n个空间,可以用来存储n个有效字符,可以避免每次都要去扩容。

int main()
{
    string s1("hellow world");
    s1.reserve(100);
    size_t old = s1.capacity();
    cout << s1.capacity() << endl;
    for (size_t i = 0; i < 100; i++)
    {
        s1.push_back('x');
        if (old != s1.capacity())
        {
            cout << s1.capacity() << endl;
            old = s1.capacity();
        }
    }
    return 0;
}

小Tips:当我们确定需要多少空间,就可以使用reserve()提前开辟好空间即可,可以减少扩容次数, 大部分的扩容都是异地扩容,扩容次数过多会影响效率。

🎀resize(size_t n = 0, char c)

   resize(size_t n)resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个,当n小于当前字符串的长度size(),会保留前n个字符,将第n个字符后面的所以字符删除;当n大于当前字符串的长度size(),先会进行扩容,不同的是当字符个数增多时:resize(size_t 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。

int main()
{
    string s1("hellow world");
    cout << s1 << endl;
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.capacity() << endl;
    s1.resize(100,'x');
    cout << s1 << endl;
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.capacity() << endl;
    return 0;
}

小Tips: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只会影响容量,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,即不会缩容。

  • reserve只影响容量,不影响数据
  • resize既影响容量,也影响数据

🎀clean()

   清理有效字符,不改变容量大小

int main()
{
  
    string s1("Hello C++!");
    cout << "清空之前的size:" << s1.size() << endl;
    cout << "清空之前的capacity:" << s1.capacity() << endl;
    s1.clear();
    cout << "清空之后的size:" << s1.size() << endl;
    cout << "清空之后的capacity:" << s1.capacity() << endl;
    return 0;
}

小Tips:clear()只是将string中有效字符清空,不改变底层空间大小。

📒2.3string类对象的访问及遍历操作

🎀operator()

   返回pos位置的字符

int main()
{
    string s1 = "hellow world";
    for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
    {
        cout << s1[i];
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

小Tips:如果字符串是const限定的,则该函数返回const char&。否则,它将返回char&at借口与operator[]借口功能类型,operator[]接口发生越界访问,程序会直接报错;at接口发生越界访问的时候会抛出异常。

🎀begin、end/rebegin、rend

   begin获取对象第一个字符的迭代器,end获取对象最后一个字符下一个位置的迭代器

int main()
{
    string s1 = "hellow world";
    string::iterator it = s1.begin();
    while (it != s1.end())
    {
        cout << *it;
        it++;
    }
    cout << endl;
    string::reverse_iterator it = s1.rbegin();//反向迭代器
  while (it != s1.rend())
  {
    cout << *it;
    it++;
  }
  cout << endl;
    return 0;
}

如上代码我们看到迭代器和指针的使用方法类似,都可以解引用和++,对象也可以修改。但迭代器的这些操作都是通过运算符重载来实现的。

小Tips:迭代器区间永远都是左闭右开,迭代器类型作为类的内置类型可以通过类名::itertator直接访问,例如:string::itertator就表示string类里面的迭代器类型。普通迭代器可读可写,const迭代器限制的是其指向的内容,只能读不能写,而const迭代器本身可以修改。

🎀范围for

int main()
{
    string s1("Hello world");
    for (auto it : s1)
    {
        cout << it;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

小Tips:范围for就是基于迭代器实现的,在底层范围for会转化成正向迭代器。

📒2.4string类对象的修改操作

🎀push back

   在字符串后尾插字符c

int main()
{
    string s1("Hello world");
    cout << "追加前:" << s1 << endl;
    s1.push_back('x');
    cout << "追加后:" << s1 << endl;
    return 0;
}

🎀append

   在字符串后追加一个字符串,它有六种重载形式,如下图所示:

int main()
{
    string s1("Hello world");
    cout << "追加前:" << s1 << endl;
    s1.append("xxxxxxx");
    cout << "追加后:" << s1 << endl;
    string s2 = "abcdefg";
    cout << "追加前:" << s1 << endl;
    s1.append(s2, 2, 4);
    cout << "追加后:" << s1 << endl;
    return 0;
}

🎀operator+=

   通过重载运算符+=实现追加,该运算符重载有三种重载实现形式,如下图所示:

int main()
{
    string s1("Hello world");
    cout << "追加前:" << s1 << endl;
    s1 += "xxxxxx";
    cout << "追加后:" << s1 << endl;
    string s3 = "abcdefg";
    string s2("Hello world");
    cout << "追加前:" << s2 << endl;
    s2 += s3;
    cout << "追加后:" << s2 << endl;
    return 0;
}

小Tips:string尾部追加字符的三种方式中,+=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。

📒2.5string类对象的查找接口

🎀find

   从字符串的pos位置开始往后查找字符或字符串,返回其在当前字符串中的位置。

int main()
{
    string s1 = "hellow world";
    string s2 = "world";
    size_t pos = s1.find(s2);
    cout << pos << endl;
    return 0;
}

🎀substr

    在str中从pos位置开始,截取n个字符,然后将其返回

int main()
{
    string s1 = "test.txt.cpp";
    size_t pos = s1.rfind('.');
    if (pos != string::npos)
    {
        string s2 = s1.substr(pos);
        cout << s2 << endl;
    }
    return 0;
}

📒2.6string类非成员函数

函数名称 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

小Tipsoperator>>getline的区别在于,前者遇到空格‘  ’和换行‘\n’会截止,而后者默认只有遇到换行‘\n’才截止,因此当我们需要从键盘读取一个含有空格的字符串是,只能用getline


🎁结语:

    本次的内容到这里就结束啦。希望大家阅读完可以有所收获,同时也感谢各位读者三连支持。文章有问题可以在评论区留言,博主一定认真认真修改,以后写出更好的文章。你们的支持就是博主最大的动力。

相关文章
|
4天前
|
算法 C++ 容器
【C++】string模拟实现
【C++】string模拟实现
12 1
|
4天前
|
C语言 C++
【C++】string类(常用接口)
【C++】string类(常用接口)
21 1
|
2天前
|
存储 算法 搜索推荐
C++|STL简介-string-vector基础运用
C++|STL简介-string-vector基础运用
|
4天前
|
C语言 C++ 容器
C++ string类
C++ string类
9 0
|
4天前
|
编译器 C++
【C++】继续学习 string类 吧
首先不得不说的是由于历史原因,string的接口多达130多个,简直冗杂… 所以学习过程中,我们只需要选取常用的,好用的来进行使用即可(有种垃圾堆里翻美食的感觉)
9 1
|
4天前
|
算法 安全 程序员
【C++】STL学习之旅——初识STL,认识string类
现在我正式开始学习STL,这让我期待好久了,一想到不用手撕链表,手搓堆栈,心里非常爽
16 0
|
4天前
|
存储 安全 测试技术
【C++】string学习 — 手搓string类项目
C++ 的 string 类是 C++ 标准库中提供的一个用于处理字符串的类。它在 C++ 的历史中扮演了重要的角色,为字符串处理提供了更加方便、高效的方法。
18 0
【C++】string学习 — 手搓string类项目
|
4天前
|
存储 C++ 容器
【C++从练气到飞升】09---string语法指南(二)
【C++从练气到飞升】09---string语法指南(二)
|
4天前
|
存储 Linux C语言
【C++从练气到飞升】09---string语法指南(一)
【C++从练气到飞升】09---string语法指南(一)
|
4天前
|
C++
【C++】string类(介绍、常用接口)
【C++】string类(介绍、常用接口)
18 2