【C++】：STL——标准模板库介绍 || string类

news2024/12/26 21:06:24

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📚1.什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且
是一个包罗数据结构与算法的软件框架

📚2.STL的版本

原始版本
Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本–所有STL实现版本的始祖
P. J. 版本
由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，
符号命名比较怪异
RW版本
由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般
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。我们后面学习STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本

📚3. STL的六大组件

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📚4.STL的重要性

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📚5.如何学习STL

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简单总结一下：学习STL的三个境界：能用，明理，能扩展

📚6.STL的缺陷

📚1. 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
📚2. 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
📚3. 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
📚4. 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

📚7.为什么学习string类？

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
面试题(暂不做讲解)
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

📚8.标准库中的string类

string类(了解)
string类的文档介绍
📚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<char, char_traits, 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头文件以及using namespace std;
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我将展示一段代码让大家详细的通过代码来解释上面的问题因为英文很多同学看不太懂计算机的知识也比较晦涩难懂

#include<iostream>
#include<string>
#include<Windows.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
int main()
{
	string s1;
	string s2("hello world");
	string s3 = s2;
	string s4(s2);
	
	cout << s1;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	
	string s5(s2, 1, 6);
	cout << s5 << endl;
	
	string s6(s2, 1);
	cout << s6 << endl;
	
	string s7(s2, 1, 100);
	cout << s7 << endl;
	
	string s8("hello world", 5);
	cout << s8 << endl;
	
	string s9(10, 'x');
	cout << s9 << endl;
	
	s1 = s2;
	cout << s1 << endl;
	
	s1 = "world";
	cout << s1 << endl;
	
	s1 = 'x';
	cout << s1 << endl;
	
	system("pause");
	return 0;

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我们这里仅仅讲解一下size和length
剩下的我们到后面的STL再讲

#include<iostream>
#include<string>
#include<Windows.h>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace bit
{
	class string
	{
	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;
	};
}
int main()
{
	//遍历和访问
	string s1("hello world");
	
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
	
	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i] << " ";
		cout << s1.operator[](i) << " ";
	}
	cout << endl;
	
	s1[0] = 'x';
	cout << s1 << endl;
	system("pause");
	return 0;

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这里我们都只是挑选其中部分来讲因为我们现在学习的知识还不足以支撑我们去写更高级的东西

#include<iostream>
#include<string>
#include<Windows.h>
#include<assert.h>
#include<vector>
#include<list>
int main()
{
	string s1 = "hello bit";
	string::iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it;
		it++;
	}
	cout << endl;
	for (auto ch : s1)
	{
		cout << ch << " ";
	}
	cout << endl;
	string s1;
	string s2("hello bit");
	string s3 = "hello bit";//先构造再拷贝构造,创建中间临时变量进行拷贝构造,编译器优化直接进行构造
	for (size_t i = 0; i < s2.size(); i++)
	{
		s2[i]++;
	}
	cout << s2 << endl;
	for (size_t i = 0; i < s2.size(); ++i)
	{
		cout << s2[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	for (size_t i = 0; i < s3.size(); i++)
	{
		s3[i]++;
	}
	cout << s3 << endl;
	system("pause");
	return 0;
	// string给逆置一下
	size_t begin = 0, end = s1.size() - 1;
	while (begin < end)
	{
		/*char tmp = s1[begin];
		s1[begin] = s1[end];
		s1[end] = tmp;*/
		swap(s1[begin], s1[end]);

		++begin;
		--end;
	}
	cout << s1 << endl;

	// iterator用法像指针
	string::iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		*it += 1;
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	reverse(s1.begin(), s1.end());
	cout << s1 << endl;

	vector<int> v;
	v.push_back(1);
	v.push_back(2);
	v.push_back(3);
	v.push_back(4);
	vector<int>::iterator vit = v.begin();
	while (vit != v.end())
	{
		cout << *vit << " ";
		++vit;
	}
	cout << endl;

	reverse(v.begin(), v.end());

	vit = v.begin();
	while (vit != v.end())
	{
		cout << *vit << " ";
		++vit;
	}
	cout << endl;

	list<double> lt;
	lt.push_back(1.1);
	lt.push_back(2.1);
	lt.push_back(3.1);
	lt.push_back(4.1);
	list<double>::iterator lit = lt.begin();
	while (lit != lt.end())
	{
		cout << *lit << " ";
		++lit;
	}
	cout << endl;

	reverse(lt.begin(), lt.end());
	lit = lt.begin();
	while (lit != lt.end())
	{
		cout << *lit << " ";
		++lit;
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

int main()
{
	string s1("hello world");
	const string s2("hello world");
	s1[0] = 'x';
	//s2[0] = 'x';
	cout << s2[0] << endl;

	string::const_iterator it = s2.begin();
	while (it != s2.end())
	{
		//*it += 1;
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	// yyds
	for (auto e : s1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	return 0;
}