＜C++＞ String

目录

一、标准库中的string类

1. string类

2. string类的常用接口说明

2.1 string类对象的常见构造

2.2 string类对象的容量操作

2.3 string类对象的访问及遍历操作

2.4 string类对象的修改操作

2.5 string类非成员函数

总结

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，稍不留神还可能会越界访问。

所以C++在早期，实现STL前，便实现了stirng类，方便使用，但是实现过早也有弊端，string与STL其他容器相较而言有些许不规范和接口冗余。

本节我们初步学习string类中一些接口的使用，具体细节可以在https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/查阅

一、标准库中的string类

1. string类

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 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。

2. 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() （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

2.2 string类对象的容量操作

函数名称	功能说明
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

1. 对于reserve()，如果申请的空间大于capacity，那么就扩容，如果申请的空间小于capacity，根据编译器自动优化，即，如果有数据，那么就不缩减容量；如果此前使用了clear() ，没有数据，编译器认为就可以缩减容量。

翻译：

如果 n 大于当前字符串容量，则该函数会导致容器将其容量增加到 n 个字符（或更大）。
在所有其他情况下，收缩字符串容量被视为非约束性请求：容器实现可以自由优化，否则，字符串的容量大于 n。

2. 对于resize()，它不仅开空间，而且会初始化填数据，如果不给值，默认填充’ \0'

翻译：

如果 n 小于当前字符串长度，则当前值将缩短为其第一个 n 个字符，删除第 n 个字符以外的字符，size改变，capacity不变。
如果 n 大于当前字符串长度，则通过在末尾插入所需数量的字符以达到 n 大小来扩展当前内容。如果指定了 c，则新元素初始化为 c 的副本，否则，它们是值初始化字符（空字符）。

例：
int main()
{
    string s1("hello world");

    //开空间
    s1.reserve(100);
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.capacity() << endl;

    //开空间+初始化填值
    s1.resize(100);
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.capacity() << endl;
    return 0;
}
打印
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总结：一般情况，容量是不会缩小的，因为缩小的代价不小，因为如果单纯的只释放一部分空间，free是做不到的，只有在 clear() 后的特殊情况，再缩减，容量才会改变。

在C++11中，又提供了一个接口 shrink_to_fit() ，可以支持缩减容量直至等于size大小

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	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
范围 for	C++11 支持更简洁的范围 for 的新遍历方式

[ ]会进行断言错误，at()会进行抛异常

int main()
{
	string s1("hello world");
	char s2[] = "hello world";
	//一个是类，一个是数组
	s1[1]++;//s1.operator[](1)，类的成员函数
	s2[1]++;//*(s2 + 1)，地址解引用

	return 0;
}

iterator是像指针一样的类型，有可能是指针，有可能不是指针。
iterator迭代器提供了一种统一的方式进行访问和修改容器的数据，算法可以通过迭代器去处理容器中的数据
[ ] 可读可写，当对象被const修饰，那么就不可修改值
beign()迭代器指向第一个元素、end()迭代器指向最后一个元素的下一个位置，左闭右开，这里end()指向的是 ‘\0'
对于倒序遍历，rbegin()指向最后一个数据，rend()指向第一个数据的前一个位置，使用迭代器时要用——reverse_iterator
string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
对于const对象，不能用普通的迭代器，这样相当于权限放大，因为可以迭代器可以修改值，所以此时的迭代器会有另一种形式——const_iterator；同理，对于反向迭代器，如果对象被const修饰，那么迭代器应写为——const_reverse_iterator
void Func(const string& s)
{
    string::const_iterator it = s.begin();
    while (it != s.end())
    {
        cout << *it << ' ';
        it++;
    }
    cout << endl;
}

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

npos == -1，但类型是size_t，无符号数，-1表示最大值

从pos开始，插入从subpos开始，长度为 sublen 的 string类字符串或C语言字符串，sublen不写，会默认从subpos开始全插入，sublen填写-1也可以，因为是size_t类型，-1表示最大值

由于string是由顺序表实现的，中间的插入删除效率很低，所以不到万不得已，尽量不用

c_str是返回一个c语言类型的数组指针，方便使用c的一些接口函数

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

将其他类型转为string类型

将string类型转为整形

总结

本节初步了解string类的使用方法，由于string在C++早期便有了，所以它的接口有很多人吐槽冗余，由于它是由顺序表实现，插入删除在底层的实现效率不高，了解部分的接口，方便使用即可。具体更多的接口概念与定义在https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/网站内查询。

下节课，我们将模拟实现string

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