C++入门指南:string类文档详细解析(非常经典,建议收藏)

简介: C++入门指南:string类文档详细解析(非常经典,建议收藏)

一、 string类解读

string类文档

具体如下:

注意:以下翻译只做参考。

  1. 字符串是表示字符序列的类。
  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)。
  4. 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)。
  5. 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。

二·、 string类的常用接口说明

2.1 string类对象的常见构造

(constructor)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 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
}

2.2 string类对象的容量操作

函数名称 函数功能
size(重点) 返回字符串有效字符长度
length 返回字符串有效字符长度
capacity 返回空间总大小
empty (重点) 检测字符串释放为空串,是返回true,否则返回false
clear (重点) 清空有效字符
reserve (重点) 为字符串预留空间
resize (重点) 将有效字符的个数该成n个,多出的空间用字符c填充

小tips:

  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,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。
  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。

代码演示:

2.3 string类对象的访问及遍历操作

函数名称 功能说明
operator[] (重点) 返回pos位置的字符,const string类对象调用
begin+ end begin 获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
rbegin + rend rbegin 获取最后一个字符的迭代器 + end获取第一个字符上一个位置的迭代器
范围for C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

2.4 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+= (重点) 在字符串后追加字符串str
c_str(重点) 返回C格式字符串
find + npos(重点) 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 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
小tips:
  • 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。
  • 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。

2.5 string类非成员函数

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>> (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

三、 vs和g++下string结构的说明

注意:下述结构是在32位平台下进行验证,32位平台下指针占4个字节。

  • vs下string的结构
    string总共占28个字节,内部结构稍微复杂一点,先是有一个联合体,联合体用来定义string中字
    符串的存储空间:
     。当字符串长度小于16时,使用内部固定的字符数组来存放
     。当字符串长度大于等于16时,从堆上开辟空间
union _Bxty
{ // storage for small buffer or pointer to larger one
  value_type _Buf[_BUF_SIZE];
   pointer _Ptr;
   char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing
} _Bx;

这种设计也是有一定道理的,大多数情况下字符串的长度都小于16,那string对象创建好之后,内

部已经有了16个字符数组的固定空间,不需要通过堆创建,效率高。

其次:还有一个size_t字段保存字符串长度,一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量

最后:还有一个指针做一些其他事情。

故总共占16+4+4+4=28个字节。

  • g++下string的结构
    ++下,string是通过写时拷贝实现的,string对象总共占4个字节,内部只包含了一个指针,该指
    针将来指向一块堆空间,内部包含了如下字段:
     。空间总大小
     。字符串有效长度
     。引用计数
     。指向堆空间的指针,用来存储字符串
struct _Rep_base
{
   size_type _M_length;
   size_type _M_capacity;
   _Atomic_word _M_refcount;
};

C++_String增删查改模拟实现


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