【C++/STL】:string类的基本使用

简介: 【C++/STL】:string类的基本使用

引言

string 就是我们常说的"串",它是一种字符数组,只不过这个数组具备扩容,增删查改等功能。string类在我们日常生活中是十分常用的,并且在笔试,面试中也经常出现,它是学习C++的不可缺少的一部分。

string类大概有120个函数接口,注意下面只讲解最常用的接口,想要了解更多,前往https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/网站里浏览。

注意:使用string类时要包含 < string >

一,string类对象的常见构造

代码演示:

void test_string1()
{
  string s1;//无参默认构造
  string s2("hello world");//用字符串构造
  //从str中的pos下标位置,拷贝len个字符
  string s4(s2, 3, 5);
  
  //不传第三个参数,默认拷贝到结尾,缺省参数npos是整型最大值
  string s5(s2, 3);
  string s3(s2);//拷贝构造
}

二,string类对象的容量操作

代码演示1:

// size/clear/resize
void Test_string2()
{
  //注意:string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
  string s("hello, world!!!");
  
  //计算字符个数,不算\0
  cout << s.size() << endl;
  cout << s.length() << endl;
  
  //计算容量,不算\0
  //capacity比实际空间少一个,有一个多的是预留给\0的
  cout << s.capacity() << endl;
  cout << s << endl;
  //将s中的字符串清空,注意清空时只是将size清0,不改变底层空间的大小
  s.clear();
  cout << s.size() << endl;
  cout << s.capacity() << endl;
  // 将s中有效字符个数增加到10个,多出位置用'a'进行填充
  //当传的值大于size时,此时会影响capacity+size,两个都会增加
  // “aaaaaaaaaa”
  s.resize(10, 'a');
  cout << s.size() << endl;
  cout << s.capacity() << endl;
  // 将s中有效字符个数增加到15个,多出位置用缺省值'\0'进行填充
  // "aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0"
  // 注意此时s中有效字符个数已经增加到15个
  s.resize(15);
  cout << s.size() << endl;
  cout << s.capacity() << endl;
  cout << s << endl;
  // 将s中有效字符个数缩小到5个
  s.resize(5);
  cout << s.size() << endl;
  cout << s.capacity() << endl;
  cout << s << endl;
}

代码演示1:

//测试reserve
void test_string3()
{
  string s;
  
  //一般用在知道需要多少空间,提前开好
  //这样可以避免每次都要开空间,提升效率
  s.reserve(100);
  string s1("111111111");
  cout << s1.capacity() << endl;//15
  //扩容
  //reserve只影响capacity,不影响size,即不改变里面的数据
  s1.reserve(100);
  cout << s1.capacity() << endl;//111
  //缩容
  //传的值比当前的capacity小时,
  // vs一般不缩容,g++会缩
  s1.reserve(10);
  cout << s1.capacity() << endl;//15
}

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,使size = 0,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(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。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。

三,string类对象的访问及遍历操作

string类对象的访问及遍历有三种方式:

1. 迭代器:begin()+end()

现在我们暂时把迭代器理解成像指针一样的东西,但是不一定是指针,后面会细讲:

begin返回第一个数据位置的iterator;

end返回最后一个数据的下一个位置(\0)的iterator;

2. for+[]

这是一个[ ]运算符重载。利用下面的模拟代码来说明几个问题:

(1) 引用返回的作用:一是减少拷贝,二是修改返回对象。

(2) 为什么可以用引用返回:_str[i]出了作用域还在,因为_str开辟在堆上,它返回的是堆上的一个字符的引用别名。

(3) 重载的底层也是用assert断言的,只要下标越界直接终止报错。

//大概模拟string类说明几个问题
class string
{
public:
  //引用返回
    //1.减少拷贝
    //2.修改返回对象  //s1[0] = 'x';
  char& operator[](int i)
  {
    assert(i < _size);
    return _str[i];//返回的是第i个字符的别名
     //用引用返回:_str[i]出了作用域还在,因为_str开辟在堆上
     //它返回的是堆上的一个字符的引用别名
  }
private:
  char* _str;
  int _size;
  int _capacity;
};

3. 范围for

注意:string遍历时使用最多的还是for+下标 或者 范围for(C++11后才支持)

begin()+end()大多数使用在需要使用STL提供的算法操作string和后面的list容器,set容器,比如:采用reverse逆置string,使用sort按字典序排序(按ASCII码值排序)。

代码演示:

void Teststring4()
{
  string s("hello Bit");
  
  // 3种遍历方式:
  // 需要注意的以下三种方式除了遍历string对象,还可以遍历是修改string中的字符,
  // 另外以下三种方式对于string而言,第一种使用最多
  
  // 1. for+operator[]
  for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
    cout << s[i] << endl;
  // 2.迭代器
  //string::iterator it = s.begin();
  //iterator 是typedef在类域中的,类似域内部类,所以在域外使用时要指定类域
  
  auto it1 = s1.begin();
  while (it != s.end())
  {
    cout << *it << endl;
    ++it;
  }
  // string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
  // C++11之后,直接使用auto定义迭代器,让编译器推到迭代器的类型
  auto rit = s.rbegin();
  while (rit != s.rend())
  {
    cout << *rit << endl;
  }
  // 3.范围for
  //自动取出s中的数据赋给ch,自动判断结束,自动++。
  //其实底层就是迭代器。
  for (auto ch : s)
  {
    cout << ch << endl;
  }
}

使用sort按字典序排序(按ASCII码值排序):

void test_string5()
{
  string s1("hello world");
  cout << s1 << endl;
  //按字典序排序(按ASCII码值排序)
  //用排序函数sort [first last)左闭右开,last传的不是有效数据
  //sort(s1.begin(), s1.end());
  //第一个和最后一个不参与排序
  //sort(++s1.begin(), --s1.end());
  //前5个排序  [0,5)
  sort(s1.begin(), s1.begin() + 5);
  cout << s1 << endl;
}

四,string类对象的修改操作

  1. 插入(拼接)方式:push_back append operator+=
  2. 正向和反向查找:find() + rfind()
  3. 截取子串:substr()
  4. 删除:erase

代码演示1:

void test_string6()
{
  string s1("hello world");
  cout << s1 << endl;
  s1.push_back('x');//一个字符一个字符尾插
  cout << s1 << endl;
  s1.append(" yyyyyyy!!");//尾插一个字符串
  cout << s1 << endl;
  string s2("22222");
  //直接尾插
  s1 += 'aaa';
  s1 += 'd';
  s1 += s2;
  cout << s1 << endl;
}

代码演示2:

void test_string7()
{
    // 获取file的后缀
  string file("string.cpp");
  
  //从后往前找'.'
  size_t pos = file.rfind('.');
  string suffix(file.substr(pos, file.size() - pos));
  cout << suffix << endl;
  // npos是string里面的一个静态成员变量
  // static const size_t npos = -1;
  // 取出url中的域名
  string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
  cout << url << endl;
  size_t start = url.find("://");
  
  if (start == string::npos)
  {
    cout << "invalid url" << endl;
    return;
  }
  
  start += 3;
  size_t finish = url.find('/', start);
  string address = url.substr(start, finish - start);
  cout << address << endl;
  // 删除url的协议前缀
  pos = url.find("://");
  url.erase(0, pos + 3);
  cout << url << endl;
}

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。

五,string类非成员函数

代码演示1:

//+运算符
void test_string8()
{
  string s1 = "hello";
  string s2 = "world";
  string ret1 = s1 + s2;
  cout << ret1 << endl;
  string ret2 = s1 + "xxxxx";
  cout << ret2 << endl;
  string ret3 = "xxxxx" + s1;
  cout << ret3 << endl;
  //按字典序比较
  cout << (s1 < s2) << endl;
}

代码演示2:

//getline
int main()
{
  string str;
  string str2;
  //如何停止输入?
  //ctrl+c
  //ctrl+z+空格
  //  while (cin >> str2)
  //  {
  //    cout << str2 << endl;
  //  }
  //cin 遇到空格或者换行会停止提取
  //cin >> str;
  //获取一行包含空格的字符串
  getline(cin, str);
  int pos = str.rfind(' ');
  cout << str.size() - (pos + 1) << endl;
  return 0;
}

六,整形与字符串的转换

int main()
{
  int x = 0, y = 0;
  cin >> x >> y;
  
  //to_string:整形转字符串
  string str = to_string(x + y);
  cout << str << endl;
  
  //stoi:字符串转整形
  int aa = stoi(str);
  cout << aa << endl;
  return 0;
}

七,string类中的insert,assign,erase,replace

注意:

insert,erase,replace要慎用,因为string的底层其实就是数组顺序表,在pos位置插入,删除和替换时,需要挪动数据,时间复杂度为O(N),效率不高。

代码演示1:

// insert/assign
void test_string9()
{
  string s1("hello world");
  cout << s1 << endl;
  //变相赋值,会把原来的字符串全部替换掉
  s1.assign("111111");
  cout << s1 << endl;
  //效率不高 O(N)
  //头插一个字符串
  string s2("hello world");
  
  //下标位置  字符串
  s2.insert(0, "aaaaaa");
  cout << s2 << endl;
  //头插一个字符
  //下标位置  插入的个数 字符
  s2.insert(0, 1, 'f');
  cout << s2 << endl;
}

代码演示2:

// erase/replace
void test_string10()
{
  string s1("hello world");
  cout << s1 << endl;
  //效率不高 O(N)
  //头删字符
  s1.erase(0, 2);//下标位置  字符个数
  cout << s1 << endl;
  //效率不高 O(N)
  //替换部分字符串
  string s2("hello world");
  
  //下标位置 字符个数 替换内容 
  s2.replace(5, 1, "%20");
  cout << s2 << endl;
}
目录
相关文章
|
3天前
|
设计模式 安全 编译器
【C++11】特殊类设计
【C++11】特殊类设计
22 10
|
8天前
|
C++
C++友元函数和友元类的使用
C++中的友元(friend)是一种机制,允许类或函数访问其他类的私有成员,以实现数据共享或特殊功能。友元分为两类:类友元和函数友元。类友元允许一个类访问另一个类的私有数据,而函数友元是非成员函数,可以直接访问类的私有成员。虽然提供了便利,但友元破坏了封装性,应谨慎使用。
39 9
|
3天前
|
存储 编译器 C语言
【C++基础 】类和对象(上)
【C++基础 】类和对象(上)
|
3天前
|
设计模式 算法 Java
【c++】STL之stack和queue详解
【c++】STL之stack和queue详解
6 1
|
11天前
|
C语言 C++
【C++】string模拟实现(下)
本文档介绍了自定义`string`类的一些关键功能实现,包括`reserve()`用于内存管理,`push_back()`和`append()`添加字符或字符串,运算符`+=`的重载,以及`insert()`, `erase()`进行插入和删除操作。此外,还涵盖了`find()`查找函数,字符串的比较运算符重载,`substr()`获取子串,`clear()`清除内容,以及流插入和提取操作。常量`npos`用于表示未找到的标记。文档以代码示例和运行结果展示各功能的使用。
|
11天前
|
编译器 程序员 C语言
【C++】string模拟实现
这篇博客探讨了自定义实现C++ `string` 类的关键功能,包括构造、拷贝构造、赋值运算符重载及析构函数。作者强调了理解并实现这些功能对于面试的重要性。博客介绍了`string` 类的头文件`string.h`,其中定义了迭代器、基本成员函数如`swap()`、`size()`、`c_str()`等,并提到了深拷贝概念。此外,还展示了构造函数、析构函数和赋值运算符的实现,以及迭代器的定义与使用。博客还包括对C语言字符串函数的引用,以辅助读者理解实现细节。
|
9天前
|
存储 算法 C++
【C++高阶】探索STL的瑰宝 map与set:高效数据结构的奥秘与技巧
【C++高阶】探索STL的瑰宝 map与set:高效数据结构的奥秘与技巧
14 0
|
11天前
|
C++
【C++】string类的使用④(常量成员Member constants)
C++ `std::string` 的 `find_first_of`, `find_last_of`, `find_first_not_of`, `find_last_not_of` 函数分别用于从不同方向查找目标字符或子串。它们都返回匹配位置,未找到则返回 `npos`。`substr` 用于提取子字符串,`compare` 则提供更灵活的字符串比较。`npos` 是一个表示最大值的常量,用于标记未找到匹配的情况。示例代码展示了这些函数的实际应用,如替换元音、分割路径、查找非字母字符等。
|
11天前
|
编译器 C++
【C++】string类的使用④(字符串操作String operations )
这篇博客探讨了C++ STL中`std::string`的几个关键操作,如`c_str()`和`data()`,它们分别返回指向字符串的const char*指针,前者保证以&#39;\0&#39;结尾,后者不保证。`get_allocator()`返回内存分配器,通常不直接使用。`copy()`函数用于将字符串部分复制到字符数组,不添加&#39;\0&#39;。`find()`和`rfind()`用于向前和向后搜索子串或字符。`npos`是string类中的一个常量,表示找不到匹配项时的返回值。博客通过实例展示了这些函数的用法。
|
11天前
|
存储 C++
【C++】string类的使用③(非成员函数重载Non-member function overloads)
这篇文章探讨了C++中`std::string`的`replace`和`swap`函数以及非成员函数重载。`replace`提供了多种方式替换字符串中的部分内容,包括使用字符串、子串、字符、字符数组和填充字符。`swap`函数用于交换两个`string`对象的内容,成员函数版本效率更高。非成员函数重载包括`operator+`实现字符串连接,关系运算符(如`==`, `&lt;`等)用于比较字符串,以及`swap`非成员函数。此外,还介绍了`getline`函数,用于按指定分隔符从输入流中读取字符串。文章强调了非成员函数在特定情况下的作用,并给出了多个示例代码。