【C++】string类的使用④（字符串操作String operations || 常量成员Member constants）

news2024/11/26 21:34:06

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🔥专栏： STL || C++

目录

  • 前言
  • 🔥字符串操作（String operations）
    • ==c_str==
    • ==data==
    • ==get_allocator==
    • ==copy==
    • ==find==
    • ==rfind==
    • ==find_first_of==
    • ==find_last_of==
    • ==find_first_not_of==
    • ==find_last_not_of==
    • ==substr==
    • ==compare==
  • 🔥常量成员（Member constants）
    • ==npos==
  • 结语

前言

本篇博客主要内容：STL库中string的字符串操作（String operations）和常量成员（Member constants）。

来到string类的使用第四篇，继续我们的内容，本篇博客将着重介绍如何使用string类提供的接口函数去查找和获取字符串的内容；同时还会讲一个定义在string类中的常量成员（npos）。
本篇也将是string类使用的收尾篇。

🔥字符串操作（String operations）

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这些接口函数提供的是一些查找和获取string串内容的功能。

c_str

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const char* c_str() const;
返回一个指向字符串数组（以'\0'结尾）的指针，代表当前string串的内容。

同时返回指针指向的字符串中的内容也是不可修改的。

使用案例：

// strings and c-strings
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    std::string str("hello world!");

    char* cstr = new char[str.length() + 1];
    strcpy(cstr, str.c_str());
    
    printf("%s\n", str.c_str());
    printf("%s\n", cstr);
    return 0;
}

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简单来说c_str就是获取一个字符串指针，指向的就是string对量串中的内容。

data

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const char* data() const;
返回一个指向数组的指针。（该数组与string串构成字符相同，不保证字符串数组以'\0'结尾。c_str能保证）

使用案例：

// string::data
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring>
using namespace std;
int main()
{
    int length;

    std::string str = "Test string";
    const char* cstr = "Test string";

    if (str.length() == strlen(cstr))
    {
        cout << "str and cstr have the same length.\n";

        if (memcmp(cstr, str.data(), str.length()) == 0)
            cout << "str and cstr have the same content.\n";
    }
    return 0;
}

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get_allocator

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allocator_type get_allocator() const;
此函数接口返回一个引用到该字符对象的内存分配器（alloctor）的副本。这个分配器用于管理std::string内部数据的内存分配和释放。
通常，你不需要使用此函数，编译器能帮你很好的管理好STL库中内存的分配与释放，除非你需要进行一些高级的，与内存管理相关的操作。

实际中并不常用，故不做过多讲解。

copy

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size_t copy (char* s, size_t len, size_t pos = 0) const;
将一个string串从pos位置开始跨越len个长度的子串内容拷贝到s指向的数组中（子串len的长度包括pos位置的字符）。

返回值：从string串中拷贝到s中字符的个数，这个数字可以等于len或length()-pos（如果string对象串的长度小于pos+len）。

注：这个接口函数**不会在拷贝完的字符串结尾自动加’\0’**。

使用案例：

// string::copy
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
	char buffer[20];
	string str("Test string...");
	size_t length = str.copy(buffer, 6, 5);
	buffer[length] = '\0';
	cout << "buffer contains: " << buffer << '\n';
	return 0;
}

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find

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提供了在string串中按顺序查找某字符和某子串的功能。

(1) string
size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;
从pos位置开始查找string串中是否包含str串。如果有，返回匹配上的下标位置；如果没有，则返回常量成员npos（可以看作是一个很大的值，可以提前看下文末的常量成员内容）。
(2) c-string
size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;
从pos位置开始查找string串中是否包含字符串s。如果有，返回匹配上的下标位置；如果没有，则返回常量成员npos。
(3) buffer
size_t find (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
从pos位置开始查找string串中是否包含字符串s的前n个字符组成的子串。如果有，返回匹配上的下标位置；如果没有，则返回常量成员npos。
(4) character
size_t find (char c, size_t pos = 0) const;
从pos位置开始查找string串中是否包字符c。如果有，返回匹配上的下标位置；如果没有，则返回常量成员npos。

使用案例：

// string::find
#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
using namespace std;
int main()
{
    string str("There are two needles in this haystack with needles.");
    string str2("needle");

    // different member versions of find in the same order as above:
    size_t found = str.find(str2);
    if (found != string::npos)
        cout << "first 'needle' found at: " << found << '\n';

    found = str.find("needles are small", found + 1, 6);
    if (found != string::npos)
        cout << "second 'needle' found at: " << found << '\n';

    found = str.find("haystack");
    if (found != string::npos)
        cout << "'haystack' also found at: " << found << '\n';

    found = str.find('.');
    if (found != string::npos)
        cout << "Period found at: " << found << '\n';

    // let's replace the first needle:
    str.replace(str.find(str2), str2.length(), "preposition");
    cout << str << '\n';

    return 0;
}

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rfind

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这个函数就是从后往前找的find，功能我就不多做赘述了。

(1) string
size_t rfind (const string& str, size_t pos = npos) const;
(2) c-string
size_t rfind (const char* s, size_t pos = npos) const;
(3) buffer
size_t rfind (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
(4) character
size_t rfind (char c, size_t pos = npos) const;

注：当pos被确定时，rfind会忽略任何在pos之后的字符。

使用案例：

// string::rfind
#include <iostream>
#include <string>
#include <cstddef>
using namespace std;
int main()
{
    string str("The sixth sick sheik's sixth sheep's sick.");
    string key("sixth");

    size_t found = str.rfind(key);
    if (found != string::npos)
        str.replace(found, key.length(), "seventh");

    cout << str << '\n';

    return 0;
}

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find_first_of

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从前往后查找在string串中任何存在于某字符或字符串中的字符。

(1) string
size_t find_first_of (const string& str, size_t pos = 0) const;
从pos位置开始查找string串的字符是否存在于str串中。如果存在，返回匹配上的下标位置；如果找到string串的末尾也没有，则返回常量成员npos（可以看作是一个很大的值，可以提前看下文末的常量成员内容）。
(2) c-string
size_t find_first_of (const char* s, size_t pos = 0) const;
从pos位置开始查找string串的字符是否存在于字符串s中。如果存在，返回匹配上的下标位置；如果找到string串的末尾也没有，则返回常量成员npos。
(3) buffer
size_t find_first_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
从pos位置开始查找string串的字符是否存在于字符串s前n个字符组成的子串中。如果存在，返回匹配上的下标位置；如果找到string串的末尾也没有，则返回常量成员npos。
(4) character
size_t find_first_of (char c, size_t pos = 0) const;
从pos位置开始查找string串的字符是否为字符c。如果存在，返回匹配上的下标位置；如果找到string串的末尾也没有，则返回常量成员npos。

使用案例：

// string::find_first_of
#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
#include <cstddef>        // std::size_t
using namespace std;
int main()
{
	// 将句子中的元音字母转换成星号（*）
    string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");
    size_t found = str.find_first_of("aeiou");
    while (found != string::npos)
    {
        str[found] = '*';
        found = str.find_first_of("aeiou", found + 1);
    }

    cout << str << '\n';

    return 0;
}

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find_last_of

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和find_first_of的功能及其相似，不过此函数是从后往前找。

(1) string
size_t find_last_of (const string& str, size_t pos = npos) const;
(2) c-string
size_t find_last_of (const char* s, size_t pos = npos) const;
(3) buffer
size_t find_last_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
(4) character
size_t find_last_of (char c, size_t pos = npos) const;

使用案例：

// string::find_last_of
#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
#include <cstddef>         // std::size_t
using namespace std;

void SplitFilename(const std::string& str)
{
	cout << "Splitting: " << str << '\n';
	size_t found = str.find_last_of("/\\");
	cout << " path: " << str.substr(0, found) << '\n';
	cout << " file: " << str.substr(found + 1) << '\n';
}

int main()
{
	string str1("/usr/bin/man");
	string str2("c:\\windows\\winhelp.exe");

	SplitFilename(str1);
	SplitFilename(str2);

	return 0;
}

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find_first_not_of

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在之前find_first_of的基础上，这个看名字似乎就能理解其功能了。没错这个就是从前往后找string串中任何不存在于某字符或字符串中的字符。

string (1)
size_t find_first_not_of (const string& str, size_t pos = 0) const;
c-string (2)
size_t find_first_not_of (const char* s, size_t pos = 0) const;
buffer (3)
size_t find_first_not_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
character (4)
size_t find_first_not_of (char c, size_t pos = 0) const;

使用案例：

// string::find_first_not_of
#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
#include <cstddef>        // std::size_t
using namespace std;
int main()
{
    string str("look for non-alphabetic characters...");

    size_t found = str.find_first_not_of("abcdefghijklmnopqrstuvwxyz ");

    if (found != string::npos)
    {
        cout << "The first non-alphabetic character is " << str[found];
        cout << " at position " << found << '\n';
    }

    return 0;
}

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find_last_not_of

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从后往前找string串中任何不存在于某字符或字符串中的字符。

string (1)
size_t find_last_not_of (const string& str, size_t pos = npos) const;
c-string (2)
size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos = npos) const;
buffer (3)
size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
character (4)
size_t find_last_not_of (char c, size_t pos = npos) const;

使用案例：

// string::find_last_not_of
#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string
#include <cstddef>        // std::size_t
using namespace std;
int main()
{
    string str("Please, erase trailing white-spaces   \n");
    string whitespaces(" \t\f\v\n\r");

    size_t found = str.find_last_not_of(whitespaces);
    if (found != string::npos)
        str.erase(found + 1);
    else
        str.clear();            // str对象串中全为空白

    cout << '[' << str << "]\n";

    return 0;
}

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substr

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string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
返回一个由string串pos位置开始跨越len个字符（len过大时就取到string对象末尾）创建的子对象（也是string类型）。

使用案例：

// string::substr
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main ()
{
  string str="We think in generalities, but we live in details.";
                                           // (quoting Alfred N. Whitehead)

  string str2 = str.substr (3,5);     // "think"

  size_t pos = str.find("live");      // 取"live"在str对象中的位置

  string str3 = str.substr (pos);     // 取从"live"开始到整个str结尾构造字串给str3

  cout << str2 << ' ' << str3 << '\n';

  return 0;
}

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compare

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按字典序规则将string对象（或其字串）和别的字符序列进行比较。和之前非成员函数重载的比较运算符很相似，但其功能更全一些，可以直接进行子串之间的比较。

string (1)
int compare (const string& str) const;
substrings (2)
int compare (size_t pos, size_t len, const string& str) const;
int compare (size_t pos, size_t len, const string& str, size_t subpos, size_t sublen) const;
c-string (3)
int compare (const char* s) const;
int compare (size_t pos, size_t len, const char* s) const;
buffer (4)
int compare (size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n) const;

直接上代码案例吧，其实也好懂：

// comparing apples with apples
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string str1("green apple");
    string str2("red apple");

    if (str1.compare(str2) != 0)
        cout << str1 << " is not " << str2 << '\n';

    if (str1.compare(6, 5, "apple") == 0)
        cout << "still, " << str1 << " is an apple\n";

    if (str2.compare(str2.size() - 5, 5, "apple") == 0)
        cout << "and " << str2 << " is also an apple\n";

    if (str1.compare(6, 5, str2, 4, 5) == 0)
        cout << "therefore, both are apples\n";

    return 0;
}

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🔥常量成员（Member constants）

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npos

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static const size_t npos = -1;
npos是一个const类型的静态成员常量，表示size_t类型的数据可能取到的最大值。

可以通过string::npos获取其值，在上面的很多代码案例中都有用到。

整个值，常被当作缺省参数用在string的很多成员函数中（如len，sublen等），表示取到string对象的末尾。

当它作为返回值被返回时，常被用于表示无匹配项。

这个常数被赋值为-1，是因为size_t是一个无符号整型，-1代表的就是无符号整型（size_t）可能取到的最大值。

结语

本篇博客，介绍了关于string的字符串操作，可以查找和获取字符串的相关内容；以及常量成员，表示size_t可能取到的最大值，作为返回值返回时常用于表示无匹配项。
string的使用系列到这里就结束了。博主后续还会分享string类的模拟实现以及STL更多的内容，感谢大家的支持。♥

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