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文章目录

• 一、为什么学习string类
• • 1、C语言中的字符串
  • 2、两道面试题
• 二、标准库中的string类
• • 1、string类对象的常见构造
  • 2、string类数据的遍历
  • • for循环
    • 范围for
    • 迭代器
  • 3、string类对象的容量操作
  • 4、string类对象的访问及遍历操作
  • 5、string类对象的修改操作
  • 6、string类非成员函数
• 总结

一、为什么学习string类

1、C语言中的字符串

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、两道面试题

字符串转整型数字
字符串相加

在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数

二、标准库中的string类

string类文档介绍

string就是一个管理字符串的数组
string的出现早于STL，C++早期的库就只有string，所以在功能操作方面把string归到STL中，但是历史方面string不属于STL

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

总结：

1. string是表示字符串的字符串类
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_string 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头文件以及using namespace std;

1、string类对象的常见构造

我们先来看看这些，还有许多没有出现在表格的知识，我们下面会补充的

我们知道string其实是一个模板，那为什么要把string设置成为一个模板呢？
这就要涉及到编码了，比如我们常见的ASCLL码

我们知道计算机是美国人发明的，美国人就要在计算机上面展现他们的文字，也就是26个大小写字母，10个阿拉伯数字，加上一些标点符号以及特殊符号，就够了。所以，美国人把他们的文字编完以后取了个名字就叫ASCLL编码

编码的本质就是：计算机存的值与我们的文字符号要建立一种映射关系

也就是说，我们想要存入abcd等内容，在计算机内部是转换成一个值来表示的，这个计算机的值与我们存入的内容是一种映射关系

举例：

但是，这个ascll码表仅仅只针对中国文字，计算机是在世界上流行的，所以只能表示一种语言肯定是不够的。计算机需要表示世界上大多数国家的语言

这个时候unicode出现了，也就是我们常说的万国码/统一码，用于解决各个国家的文字

所以unicode给出了好几种解决方案：UTF-8 , UTF-16 , UTF-32

UTF-8 ： UTF-8要兼容ascll码表，所以被用的最多。起步用一个字符来表示，比如说用一个字符来表示ascll，用两个字符来表示中文，一些生僻字或者较难的中文可以用三个甚至是四个字符来表示。

UTF-16 ：UTF-16不兼容ascll码表，并且起步用两个字符来表示

UTF-32 ： 同理，UTF-32不兼容ascll码表，并且起步用四个字符来表示

当然，国外的人做的终究不够深入，所以中国人专门设置了一个编码——GBK

案例：

这就是为什么把string类弄成模板的原因——你的实现方法可能是UTF-8，也有可能是UTF-16，还有可能是UTF-32。也就是说编码有可能是一个字节一个字节来编的，也有可能是两个两个字节来编的，还有可能是四个四个字节来编的

我们来看看string的大致模板：

// 动态增长字符数组
template
class basic_string
{
private:T* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};
typedef basic_string string;

这里不能直接typedef basic_string string;因为普通类的类名是类型，但是类模板的类名不是类型，要带上模板参数 < char >

接下来回归主题，看看string类的构造函数：

可以看到string类构造函数有7个，但是我们不需要全部掌握，重点会列举出来：

void test_test1()
{string s1;//等价于 basic_string s1;string s2("西安市雁塔区");string s3 = "西安市雁塔区";//没有explicit修饰，可以支持隐式类型转换string s4(10, '*');cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;cout << s3 << endl;cout << s4 << endl;s2 += "莱安中心";//底层就是扩容cout << s2 << endl;string s5(s2);//拷贝构造string s6 = s2;//拷贝构造cout << s5 << s6 << endl;string s7("hello world", 5);//用前5个字符数据来初始化cout << s7 << endl;string s8(s7, 2, 3);//从第2个下标位置开始，后面的3个字符数据来初始化，如果3位置上给的值过大，那么就有多少取多少，直到结束cout << s8 << endl;string s9(s7, 2, 30);cout << s9 << endl;string s10(s7, 1);cout << s10 << endl;
}

2、string类数据的遍历

for循环

//char& operator[](size_t i)
//{
//	assert(i<_size);
//	return _str[i];
//}string s1("1234");// 遍历// 1、下标 []for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)//size不计算斜杠0{s1[i]++;//operator[]}cout << s1 << endl;

operator[]作用：取第i个位置的字符，并且返回引用

范围for

	string s1("1234");// 遍历// 2、范围forfor (auto& ch : s1)//这里要用引用，不然修改的是拷贝的临时变量{ch--;}cout << s1 << endl;

反转数据

	size_t begin = 0, end = s1.size() - 1;//下标while (begin < end){swap(s1[begin++], s1[end--]);}cout << s1 << endl;reverse(s1.begin(), s1.end());//后面算法会学到cout << s1 << endl;

迭代器

迭代器iterator是一个行为上像指针一样的东西，但并不是完全就是指针

非const版本正向迭代器（begin与end）

void test()
{string s1 = "123456";string::iterator is1 = s1.begin();while (is1 != s1.end()){is1 += 1;++is1;}is1 = s1.begin();while (is1 != s1.end()){cout << *is1 <<" ";++is1;}cout << endl;
}

非const版本反向迭代器（rbegin与rend）

void test1()
{string s1 = "123456";string::iterator is1 = s1.begin();while (is1 != s1.end()){cout << *is1 << " ";++is1;}cout << endl;//string::reverse_iterator ris1 = s1.rbegin();auto ris1 = s1.rbegin();//这里auto就体现出作用了while (ris1 != s1.rend())//这里不能一个使用正向一个使用反向，会报错{cout << *ris1 << " ";++ris1;//反向也是使用++，因为反向就是反过来了，++表示从右向左走}cout << endl;
}

const版本正向迭代器

这里的cosnt不是保护迭代器本身，而是保护迭代器指向的内容

void Print(const string& s)//使用引用，防止拷贝构造
{string::const_iterator is = s.begin();//const修饰is指向的内容（解引用）不能修改，is是可以进行修改的//const string::_iterator is = s.begin();//这样写const修饰的是is了，is不能被修改，不能够进行++is操作while (is != s.end()){is += 1;++is;}is = s.begin();while (is != s.end()){cout << *is << " ";++is;}cout << endl;
}
int main()
{string s1 = "123456";Print(s1);//test1();return 0;
}

const版本反向迭代器

既然下标访问就可以完成遍历了，为什么还有有迭代器呢？
这是因为我们后面的数据结构中链表，树等等的知识就不能使用下标访问了，迭代器才是最通用的

总结：

1、只读功能函数——const版本
2、只写功能函数——非const版本
3、读写功能函数——const + 非const版本

3、string类对象的容量操作

string容量相关方法使用代码演示

void test4()
{string s("hello world");cout << s.size() << endl;cout << s.length() << endl;
}

可以看到size和length得出结果是一样的，那么为什么会出现两个作用一样，名字不一样的接口呢？

前面说过了，C++中的string出现早于STL，早期的库只有string。本来C++刚开始是使用length的，但是其他容器接口，比如链表、树、和哈希表等使用length（）意义就不明确了，所以为了保持接口一致就引入了size()

样例：

扩容：


reverse——修改capacity容量

vs中开辟空间大一点是为了内存的对齐，我们后面会学到

resize——修改有效数据个数（特殊情况会修改capacity）

前提条件： size=11 ， capacity=15

情况一：size<=11——删除数据
情况二：11 情况三：size>15——扩容+插入数据

总结

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。

4、string类对象的访问及遍历操作

string中元素访问及遍历代码

5、string类对象的修改操作

string中插入和查找等使用代码

insert和erase：

void test_string8()
{string s("hello world");s.insert(0, "bit");//在下标为0的位置插入bitcout << s << endl;s.insert(9, "bit");//在下标为9的位置插入bitcout << s << endl;s.erase(9, 3);//从第9个位置开始，连续删除3个数据cout << s << endl;s.erase(0, 3);//从第0个位置开始，连续删除3个数据cout << s << endl;s.erase(5, 30);cout << s << endl;//如果len不给值，或者值过大，那么从pos位置开始，直到删除掉后面所有数据截止s.erase(5);cout << s << endl;
}

void test_string9()
{string s1("hello world hello world");string s2("hello world hello world");string s3(s2);string s4(s3);s1.assign("hello bit", 5);//字符串前面5个字符赋值给s1cout << s1 << endl;s2.replace(6, 5, "bit");//将s2下标为6的位置，到下标6后面的5个位置的数据替换为bitcout << s2 << endl;// 将' '替换成空格size_t pos = s3.find(' ');//find寻找空格while (pos != string::npos){s3.replace(pos, 1, "20%");pos = s3.find(' ', pos + 3);}cout << s3 << endl;string ret;//空串for (auto ch : s4){if (ch != ' '){ret += ch;}else{ret += "%20";}}cout << ret << endl;
}

void test_string10()
{string file1("test.cpp");string file2("String.h");FILE* fout1 = fopen(file1.c_str(), "r");FILE* fout2 = fopen(file2.c_str(), "r");assert(fout1);assert(fout2);char ch1 = fgetc(fout1);while (ch1 != EOF){cout << ch1;ch1 = fgetc(fout1);}char ch2 = fgetc(fout2);while (ch2 != EOF){cout << ch2;ch2 = fgetc(fout2);}fclose(fout1);fclose(fout2);
}

find和rfind：

void test_string11()
{// "Test.cpp"// "Test.cpp.tar.zip"string file;cin >> file;// 要求取后缀//size_t pos = file.find('.');size_t pos = file.rfind('.');//从后往前找if (pos != string::npos){//string suffix = file.substr(pos, file.size() - pos);string suffix = file.substr(pos);//截取cout << suffix << endl;}
}

string中插入和查找等代码

总结：

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。

6、string类非成员函数

总结

本期内容就到这里了，把常用的string接口用好就行，不常用的以后遇到我们再查看学习使用就行
不需要掌握全部接口