string类
1 STL 简介
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。接下来我们先来介绍一下STL:
STL,英文全称 standard template library,中文可译为标准模板库或者泛型库,其包含有大量的模板类和模板函数,是 C++ 提供的一个基础模板的集合,用于完成诸如输入/输出、数学计算等功能。 STL 最初由惠普实验室开发,于 1998 年被定为国际标准,正式成为 C++ 程序库的重要组成部分。
主要分为这几个版本:HP STL、SGI STL、STLport、PJ STL、Rouge Wave STL 等
其中我们需要重点学习的是SGI版本:
SGI版本由Silicon Graphics Computer Systems,Inc公司开发,继承自HP版本。被GCC(Linux)采用,可移植性好,可公开、修改甚至贩卖,从命名风格和编程 风格上看,阅读性非常高。学习STL 要阅读部分源代码,主要参考的就是这个版本
2 STL怎么学习
网上有句话说:“不懂STL,不要说你会C++”。STL是C++中的优秀作品,有了它的陪伴,许多底层的数据结构以及算法都不需要自己重新造轮子,站在前人的肩膀上,健步如飞的快速开发。那么我们应该如何学习呢?
首先就是关注官方网站 C++中查阅资料。我推荐使用这个:C++库
然后 学好英语很重要,要学会阅读文档,无论学习什么新技术,英语绝对是必不可少的。(程序员的尽头是英语)
3 STL缺陷
- STL库的更新太慢了。这个得严重吐槽, 上一版靠谱是C++98,中间的C++03基本一些修订。C++11出来已经相隔了13年,STL才进一步更新。
- STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。
- STL极度的追求效率,导致内部比较复杂。比如类型萃取,迭代器萃取。
- STL的使用会有代码膨胀的问题,比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码,当然这是模板语法本身导致的
4 string
接下来让我们开始学习string类吧:
4.1 初识 string
根据上面我们进行的搜索我们可以了解到 :
- string是一个代表字符串的对象。
- 标准string类提供了类似标准字符容器的接口,而且添加了单字节操作的特性。
- string类 是 basic_string类模版的一个实例,使用char类型来实例化basic_string 模版类。
- 注意这个类独立于所使用的编码来处理字节: 如果使用 multi-byte 或 多长度字符(例如UTF-8编码),这个类的所有成员(比如 长度和大小),以及该类的迭代器将仍然在该字节(而不是实际的编码字符)来操作。
可以总结为以下内容:
- string是表示字符串的字符串类
- 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。
- string在底层实际是:basic_string模板类的别名,typedef basic_string
allocator>string;
4,不能操作多字节或者变长字符的序列
在使用string类时,必须包含#include头文件string 以及using namespace std;
4.2 初步使用
构造函数
构造函数 | 功能 |
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(size_t n, char c) | string类对象中包含n个字符c |
string(const string&s) (重点) | 拷贝构造函数 |
来看使用效果:
#include<string> #include<iostream> using namespace std; int main() { string s1; string s2("Hello!"); string s3(5,'n'); string s4(s2); cout << s1 << endl; cout << s2 << endl; cout << s3 << endl; cout << s4 << endl; return 0; }
流操作符也在string类中进行了重载,输出很丝滑~
成员函数
成员函数 | 作用 |
begin() | 返回字符首位置 (迭代器常用 ) |
end() | 返回字符结尾 (迭代器常用) |
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 |
来使用一下:
#include<string> #include<iostream> using namespace std; int main() { string s1("Hello!"); cout << s1 << endl; //有效字符长度 cout <<"有效字符长度:" << s1.size() << endl; //字符串所占空间 cout << "字符串所占空间:" << s1.capacity() << endl; //实际长度(不包括‘\0') cout << "实际长度:" << s1.length() << endl; //检查是否为空 (为空返回1 不为空返回0) cout <<"是否为空:" << s1.empty() << endl; //-----------清空试试------- cout << "\n---------清空--------\n"; s1.clear(); cout << s1 << endl; //有效字符长度 cout << "有效字符长度:" << s1.size() << endl; //字符串所占空间 cout << "字符串所占空间:" << s1.capacity() << endl; //实际长度(不包括‘\0') cout << "实际长度:" << s1.length() << endl; //检查是否为空 (为空返回1 不为空返回0) cout << "是否为空:" << s1.empty() << endl; //--------更改大小------- cout << "\n---------更改有效字符个数--------\n"; s1.resize(10, 'a'); cout << s1 << endl; //有效字符长度 cout << "有效字符长度:" << s1.size() << endl; //字符串所占空间 cout << "字符串所占空间:" << s1.capacity() << endl; //实际长度(不包括‘\0') cout << "实际长度:" << s1.length() << endl; //检查是否为空 (为空返回1 不为空返回0) cout << "是否为空:" << s1.empty() << endl; return 0; }
看看运行效果:
这样,对string就有了一个大概了解。
有些注意事项:
- 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()。 - clear()只是将string中有效字符清空,不改变底层空间大小。
- 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。
- 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
5 小试牛刀
家人们! 上链接!!!:字符串相加
我们来尝试使用我们刚刚学习的string来解决问题:
首先:我们不能简单的进行字符串转换为整数,然后相加,最后转换为字符串。你问我为什么?
请看VCR:
测试用例没问题,但是Leetcode给我们的数据太大了,longlong都没办法容纳。
所以我们使用最朴素的算法:竖式算法
很简单 依次相加 按运算法则进位 得到该位的数值然后插入到string即可。
class Solution { public: string addStrings(string num1, string num2) { // 从个位开始,所以取字符串末位 int i = num1.length() - 1; int j = num2.length() - 1; // 计算所需变量 int n1 = 0,n2 = 0 ,carry = 0; //答案string对象 string ans = ""; //开始计算 while(i >= 0 || j >= 0 || carry != 0 ){ //这里一定要写判断,不然会发生数组越界。 n1 = i >= 0 ? num1[i] - '0' : 0; n2 = j >= 0 ? num2[j] - '0' : 0; //得到结构就尾插 ans.push_back((n1 + n2 + carry) % 10 + '0'); //迭代 carry = (n1 + n2 + carry) / 10; i--; j--; } //注意因为我们是尾插的,所以要调换头尾顺序才可以 //这里使用 对称对调法。 for(int k = 0 ;k<ans.size()/2;k++){ char tmp = ans[k] ; ans[k] = ans[ans.size() - 1 - k]; ans[ans.size() - 1 - k] = tmp; } //这个函数更方便,但是不方便解释了在这里 //reverse(ans.begin(),ans.end()); return ans; } };
来看效果奥:
牛批!!!!! 过啦!!!!