C++：渴望力量吗，少年？

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一、STL

1. 概念

  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。
  此外，STL的版本不止一个，有由Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，后面又有了P. J. 版本，RW版本，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。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。

2. STL的六大组件

  我们接下来要学的也是围绕这个图展开的。

3. STL的重要性

  STL无论是在公司的C++笔试还是面试都是必考的知识。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，我们得以更好地使用C++进行开发。

二、string类的介绍与使用

1. 介绍

  string是表示字符串的字符串类，大体结构和C语言的字符串差不多，但是不同的点在于这是一个容器，在这个容器之中提供了很多有用的接口，下面我们就是要来学习这些方法分别是什么以及如何使用。
  注意：在使用string类时，必须包含头文件string以及using namespace std;

2. 使用

（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

代码如下：

void Teststring()//先大概看一下
{
     cout << "我是Teststring ：" << endl;
     string s1;                 // 构造空的string类对象s1
     string s2("hello bit");	// 用C格式字符串构造string类对象s2
     string s3(s2);             // 拷贝构造s3
     
     cin >> s1;
     cout << s1 << endl;
     cout << s2 << endl;
     cout << s3 << endl;
}
void Test_string()
{
    cout << "我是Test_string ：" << endl;
    string s1("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxyyyyyyyyyyyyyyyyyy");

    string s2(s1);//拷贝构造
    cout << s2 << endl;

    string s3(s1, 6, 5);//在下标为6的位置开始取5个字符
    cout << s3 << endl;

    string s4(s1, 6, 3);
    cout << s4 << endl;

    //下面的这个函数重载和上面s3和s4是同一个，第三个参数是缺省参数npos，也就是size_t 的 -1
    //当字符串长度小于第三个参数或者第三个参数不写时，就直接取到字符串末尾
    string s5(s1, 6);
    cout << s5 << endl;

    string s6(s1, 6, s1.size() - 6);//等价于上一个，但是还是上面那个好用，因为不用自己计算
    cout << s6 << endl;

    string s7(10, 'a');//用10个a填充字符串
    cout << s7 << endl;

    string s8(++s7.begin(), --s7.end());//注意--end的位置所对应的字符并不会被取到（即左闭右开）
    cout << s8 << endl;

    string s9(10, 42);//注意第二个参数可以写数字，将被自动转换为ASCII为该数字所对应的字符
    cout << s9 << endl;
}
int main()
{
    Teststring();
    Test_string();
    return 0;
}

（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	返回已经分配的空间总大小
empty （重点）	检测字符串是否为空串，是返回true，否则返回false
clear （重点）	清空有效字符
reserve （重点）	请求更改capacity（可以为字符串预留空间）
resize （重点）	将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充

注意：
  A. 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()。
  B. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
  C. 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。
  值得注意的是，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（因为空间不够resize使用就得扩容）。如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。（即只扩容，不缩容）
  D. reserve(size_t n=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。

（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
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（也就是’\0’）
rbegin + rend	rbegin获取最后一个字符(‘\0’)的前一个位置的迭代器，rend获取第一个字符的的前一个位置的迭代器
范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

（4）string类非成员函数

函数名称	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

代码如下：

void test_string1()
{
    cout << "我是test_string1 ：" << endl;
    //下面两个本质上是调用构造函数
    string s1;
    string s2("hello");

    cin >> s1;
    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;

    // 比strcat效率高而且好用
    string ret1 = s1 + s1;
    cout << ret1 << endl;

    string ret2 = s1 + "我来了";
    cout << ret2 << endl;
}

void test_string2()
{
    cout << "我是test_string2 ：" << endl;
    string s1("hello world");
    string s2 = "hello world";//单参数的构造函数的隐式类型转换

    // 遍历string
    for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
    {
        // 读
        cout << s1[i] << " ";//重载了 []，不是数组访问，实际上是返回第i个下标的字符
    }
    cout << endl;

    for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
    {
        // 写
        s1[i]++;//给s1的第i个下标的字符加1
    }
    cout << s1 << endl;

    // 迭代器(暂时当作指针使用)
    string::iterator it = s1.begin();
    //while (it < s1.end())  // 这里可以用小于号但是不建议,因为这里是物理空间上连续才可以用，像list这种物理空间不连续的用不了
    while (it != s1.end())   // 推荐玩法，通用
    {//注意end是指向最后一个字符（斜杠零的上一个字符）的下一个，也就是刚好是斜杠零
        // 读
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
    cout << endl;

    it = s1.begin();
    while (it != s1.end())
    {
        // 写
        *it = 'a';
        ++it;
    }
    cout << s1 << endl;

    list<int> lt;
    lt.push_back(1);
    lt.push_back(2);
    lt.push_back(3);
    lt.push_back(4);
    list<int>::iterator lit = lt.begin();
    while (lit != lt.end())
    {
        cout << *lit << " ";
        ++lit;
    }
    cout << endl;
}//迭代器的好处在于屏蔽了底层的细节，都可以使用通用的方法来访问和修改容器

void test_string3()
{
    cout << "我是test_string3 ：" << endl;

    string s1("hello world");
    string::iterator it = s1.begin();
    while (it != s1.end())
    {
        // 读
        cout << *it << " ";
        ++it;
    }
    cout << endl;

    //string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();
    auto rit = s1.rbegin();//rbegin指向了字符串的最后一个字符（也就是斜杠零的前一个）
    while (rit != s1.rend())//rend指向了第一个字符的前一个字符的位置
    {
        cout << *rit << " ";
        ++rit;//注意虽然是++，但是这个迭代器是倒着走的
    }//当然也可以用正向的迭代器，然后 --end 也可以达到同样的效果，但是没有这个好用
    cout << endl;

    // 原理：编译时编译器把范围for替换成迭代器
    // 读
    for (auto ch : s1)
    {
        cout << ch << " ";
    }
    cout << endl;

    // 写
    for (auto& ch : s1)
    {
        ch++;
    }
    cout << endl;

    cout << s1 << endl;
}

void test_string4()
{
    cout << "我是test_string4 ：" << endl;
    //string s1("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxyyyyyyyyyyyyyyyyyy");
    string s1("hello world");
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.length() << endl;//注意只有string有length，因为string出现的时间比stl早，当时用的是length，而后来的stl普遍用size
    //所以现在string既可以用size也可以用length，但是其他的容器只有size
    cout << s1.capacity() << endl;

    s1.clear();//clear只清理数据，不释放空间，可以打印capacity查看（空间会由析构函数释放）
    s1 += "张三";//一个汉字一般是两个字节
    cout << s1 << endl;
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.capacity() << endl;
}

int main()
{
    test_string1();
    test_string2();
    test_string3();
    test_string4();

    return 0;
}

剩下的部分在下一篇 ~

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