string的应用和模拟实现（上）

news2024/9/25 9:35:23

目录

string的应用

insert插入元素

 erase删除元素

 assign赋值：

replace代替函数的一部分

 find：从string对象中找元素

c_str:得到c类型的字符串的指针

substr：取部分元素构建成新的string对象

 rfind

 find_first_of:从string查找元素

 string算法题目：

题目1：字符串中的第一个唯一字符：

题目2：字符串最后一个单词的长度

 string的模拟实现（上）

构造函数：

c_str

 _size

[]

实现迭代器：

 迭代器和范围for的关系：

实现尾插：

reserve：修改容量

继续实现尾插：

string的应用

insert插入元素

 insert函数的作用是插入字符到string对象中。

其中，第一个函数是比较常用的，我们进行实验：

第一个函数是插入string对象（字符或字符串）到string对象中，例如：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
using namespace std;
#include<iostream>
#include<string>
void test1()
{
	string s1 = "hello world";
	s1.insert(0, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.insert(9, "bit");
	cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

创建string对象s1，string对象的内容是字符串hello world，我们调用insert插入函数，表示分别从下标为0和下标为9的位置插入字符串bit，我们进行输出打印：

 1：insert函数表示插入元素到string对象中，insert函数并不常用，原因是对于头部或者中间位置的插入需要挪动数据，挪动数据会导致效率偏低

 erase删除元素

 erase函数的作用是从字符串中删除元素。

其中，第一个函数比较常用，我们对第一个函数进行分析：

 第一个参数pos表示我们要删除元素的下标，缺省值为0，如果我们不输出第一个参数的话，默认从string对象的首元素的下标开始删除，第二个参数是要删除元素的个数，缺省值是npos。

 npos对应的是无符号整型的最大值，大约在42亿左右。

我们进行实验：

void test1()
{
	string s1 = "hello world";
	s1.insert(0, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.insert(9, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.erase(9, 3);
	cout << s1 << endl;
	s1.erase(0, 3);
	cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

注意：假如我们调用函数的第二个参数比我们pos位置之后的元素个数大时，我们会删除之后的全部元素，例如：

void test1()
{
	string s1 = "hello world";
	/*s1.insert(0, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.insert(9, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.erase(9, 3);
	cout << s1 << endl;
	s1.erase(0, 3);
	cout << s1 << endl;*/
	s1.erase(6, 200);
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

我们pos位置之后只有5个元素，我们却要删除200个元素，因为200大于5，所以我们会删除pos位置之后的全部元素，具体的原理如图：

 所以假如我们想要更轻松的达到以上的效果，我们可以不传第二个参数，因为第二个参数的缺省值是npos，对应的数是42亿，远大于我们剩余元素的个数。

void test1()
{
	string s1 = "hello world";
	/*s1.insert(0, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.insert(9, "bit");
	cout << s1 << endl;
	s1.erase(9, 3);
	cout << s1 << endl;
	s1.erase(0, 3);
	cout << s1 << endl;*/
	s1.erase(6);
	cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

 1：erase函数表示删除元素。

 assign赋值：

assign相当于把先把原来的string对象清空，然后赋值。

 例如：

void test1()
{
	string s1 = "hello world";
	s1.assign("bit");
	cout << s1 << endl;
	///*s1.insert(0, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.insert(9, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(9, 3);
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(0, 3);
	//cout << s1 << endl;*/
	//s1.erase(6);
	//cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

assign函数把string对象原来的hello world替换成了bit。

replace代替函数的一部分

 我们使用第一个函数：

 第一个参数表示从pos位置开始，第二个参数len表示代替len个，第三个参数str表示用str来代替这部分。

我们举一个例子：

void test1()
{
	string s1 = "hello world";
	s1.replace(6, 5, "china");
	cout << s1 << endl;
	/*s1.assign("bit");
	cout << s1 << endl;*/
	///*s1.insert(0, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.insert(9, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(9, 3);
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(0, 3);
	//cout << s1 << endl;*/
	//s1.erase(6);
	//cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

这里我们用字符串"china"代替从第六个元素开始的五个元素。

 find：从string对象中找元素

 

 返回值是如果我们找到了匹配的元素，我们会返回对应匹配元素的第一个元素的下标，如果没有元素匹配，我们返回npos

我们主要理解第一个函数

 第一个参数表示我们要寻找匹配的字符串，第二个参数pos表示我们要从string对象的pos下标开始寻找，pos的缺省值为0，表示如果我们不传参的话，默认从首元素的下标开始查找。

我们可以用一个题目进行练习：

题目1：把字符串中空格全部替换成为"%20"

例如：string s1="hello world hello"

替换之后的结果为"hello%20world%20hello"

我们可以这样写：

void test1()
{
	string s1 = "hello world hello";
	size_t pos = s1.find(' ');
	while (pos != string::npos)
	{
		s1.replace(pos, 1, "%20");
		pos = s1.find(' ', pos + 3);
	}
	cout << s1 << endl;
	/*s1.replace(6, 5, "china");
	cout << s1 << endl;*/
	/*s1.assign("bit");
	cout << s1 << endl;*/
	///*s1.insert(0, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.insert(9, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(9, 3);
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(0, 3);
	//cout << s1 << endl;*/
	//s1.erase(6);
	//cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

我们进行运行：

 我们完成了需求。

方法2：

void test1()
{
	string s1 = "hello world hello";
	string ret;
	for (auto ch : s1)
	{
		if (ch!=' ')
		{
			ret += ch;
		}
		else
		{
			ret += "%20";
		}
	}
	cout << ret << endl;
	/*size_t pos = s1.find(' ');
	while (pos != string::npos)
	{
		s1.replace(pos, 1, "%20");
		pos = s1.find(' ', pos + 3);
	}
	cout << s1 << endl;*/
	

	/*s1.replace(6, 5, "china");
	cout << s1 << endl;*/
	/*s1.assign("bit");
	cout << s1 << endl;*/
	///*s1.insert(0, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.insert(9, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(9, 3);
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(0, 3);
	//cout << s1 << endl;*/
	//s1.erase(6);
	//cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

我们创建一个空对象ret，使用auto for循环，对s1的每一个元素进行判断，假如元素为' '，我们让ret+="%20"，假如元素不为' ' ，我们就+=该元素即可。

我们进行运行：

 优化：

这里会涉及到容量不够的问题，我们可以实现开辟足够的容量，降低扩容的成本。

void test1()
{
	string s1 = "hello world hello";
	string ret;
	ret.reserve(s1.size());
	for (auto ch : s1)
	{
		if (ch!=' ')
		{
			ret += ch;
		}
		else
		{
			ret += "%20";
		}
	}
	cout << ret << endl;
	/*size_t pos = s1.find(' ');
	while (pos != string::npos)
	{
		s1.replace(pos, 1, "%20");
		pos = s1.find(' ', pos + 3);
	}
	cout << s1 << endl;*/
	

	/*s1.replace(6, 5, "china");
	cout << s1 << endl;*/
	/*s1.assign("bit");
	cout << s1 << endl;*/
	///*s1.insert(0, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.insert(9, "bit");
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(9, 3);
	//cout << s1 << endl;
	//s1.erase(0, 3);
	//cout << s1 << endl;*/
	//s1.erase(6);
	//cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	test1();
	return 0;
}

c_str:得到c类型的字符串的指针

我们知道，string的底层实现的大致格式如下

class string
{
public://成员函数

private:
	char* _str;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};

这里的c_str就是这里的_str。

substr：取部分元素构建成新的string对象

 

 这个函数的作用如下：我们从string对象的pos位置开始，取len个元素产生一个新的string对象并返回。pos的缺省值为0，len的缺省值为npos，表示假如我们不传参数时，我们会构建从0位置开始到string对象最后一个元素的所有元素构成一个新的string对象。

我们如何应用呢？我们可以使用它去取文件的后缀。

例如：

void test2()
{
	string s1;
	cin >> s1;
	size_t pos = s1.find('.');
	if (pos != string::npos)
	{
		string suffix = s1.substr(pos, s1.size() - pos);
		cout << suffix << endl;
	}
}
int main()
{
	test2();
	return 0;
}

我们进行运行：

 rfind

rfind就是倒着的find

假如我们的文件名如下：test.cpp.txt.apk，我们知道，文件的后缀一定是最后一个.后面的元素。

我们使用rfind解决问题：

 

 find_first_of:从string查找元素

 我们解释第一个函数：

 表示我们从pos位置开始找，直到找到与str字符串内部任意相等的元素，并返回第一个相等的元素的下标

void test3()
{
	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';
}
int main()
{
	test3();
	return 0;
}

我们进行运行：

我们把string对象中的全部的"aeiou"全部替换成了"*".

 string算法题目：

题目1：字符串中的第一个唯一字符：

 387. 字符串中的第一个唯一字符 - 力扣（Leetcode）

class Solution {
public:
    int firstUniqChar(string s) {
    int count[26]={0};
    for(auto ch:s)
    {
        count[ch-'a']++;
    }
    for(size_t i=0;i<s.length();i++)
    {
        if(count[s[i]-'a']==1)
        {
            return i;
        }
    }
    return -1;
    }
};

 我们画图进行讲解：

这道题目的要求是要我们找到第一个只出现一次的字符，我们的思路如下：

我们可以创建一个数组，该数组有26个元素，从第1个元素到第26个元素对应的是a到z元素在s

中出现的次数。

 数组中每一个元素的初始值都为0。

然后我们使用范围for来统计每一个小写字母出现的次数

class Solution {
public:
	int firstUniqChar(string s) {
		int count[26] = { 0 };
		for (auto ch : s)
		{
			count[ch - 'a']++;
		}
	}
};

ch对应的是小写字母，ch-'a'就是该小写字母相对于字符'a'的距离，我们可以把'a'的位置设为0，其他的元素按照顺序往后排列。

 这个时候，我们的数组记录了每一个元素出现的次数。

接下来，我们遍历s，把s的元素放到count数组中找，直到找到第一个对应元素值为1的，这就是我们第一个只出现一次的字符，我们返回该元素的下标即可

class Solution {
public:
	int firstUniqChar(string s) {
		int count[26] = { 0 };
		for (auto ch : s)
		{
			count[ch - 'a']++;
		}
		for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			if (count[s[i] - 'a'] == 1)
			{
				return i;
			}
		}
		return -1;
	}
};

题目2：字符串最后一个单词的长度

 我们可以使用rfind函数，找到最后一个空格，最后一个空格之后的元素个数就是我们要求的长度。

我们可以这样写：

int main()
{
	string str;
	cin >> str;
	size_t pos = str.rfind(' ');
	cout << str.size() - pos - 1 << endl;
	return 0;
}

但是这里有一个问题，cin的输入本身就是以空格和换行为多组输入的间隔，我们可以把空格设置为一个普通的字符，让换行成为多组输入的间隔，我们可以使用getline函数：

 表示从流中取出字符串的一行，默认以换行为间隔，我们可以这样写：

int main()
{
	string str;
	getline(cin, str);
	size_t pos = str.rfind(' ');
	cout << str.size() - pos - 1 << endl;
	return 0;
}

我们进行实验：

 string的模拟实现（上）

#pragma once
namespace bit
{
	class string
	{
	public:
		
	private:
		char*_str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;
	};
}

我们先写出框架：

我们用命名空间bit对string类进行封装：

我们一共有三个成员变量，分别是str，_size,_capacity，和顺序表非常相似。

str表示指向string空间的指针，_size表示string的有效元素个数，_capacity表示string的容量。

构造函数：

我们首先要实现构造函数：

string(const char*str)
		{
			_size = strlen(str);
			_capacity = _size;
			_str = new char(_capacity + 1);
			strcpy(_str, str);
		}

我们对构造函数进行分析：

我们构造函数的参数用const修饰，因为我们要用该参数构建string对象，不能通过该参数修改string对象。

我们首先使用strlen计算字符串str的有效元素的个数，并赋给_size

然后把_size赋给_capacity,接下来，我们来申请空间。

申请_capacity+1个空间，原因是我们需要给\0留一个空间，所有的成员变量都已经处理完毕，接下来，我们要实现数据的拷贝，我们使用strcpy把字符串str的内容拷贝到_str.

c_str

c_str就是c类型的指针，我们可以把他当成字符串类型首元素的地址，本质上就是_str

const char*c_str()
		{
			return _str;
		}

const修饰的意思就是我们只能访问c_str，不能对c_str进行修改。

我们进行实验：

void test_string1()
	{
		string s1("hello world");
		cout << s1.c_str() << endl;
	}

我们进行运行：

 _size

size_t size()
		{
			return _size;
		}

[]

char&operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}

我们要对[]进行重载，我们首先要进行断言，为了防止pos大于有效元素的个数而导致的越界问题，然后我们返回_str[pos]，并用引用来接收，原因是[]的元素既可以访问，又可以修改。

我们对[]进行实验：

void test_string1()
	{
		string s1("hello world");
		cout << s1.c_str()<<endl;
		for (size_t i = 0;i<s1.size();i++)
		{
			s1[i]++;
		}
		cout << s1.c_str() << endl;
	}

我们进行运行：

 证明我们的[]是有效的。

实现迭代器：

迭代器是像指针的一样的，在目前阶段，我们可以把迭代器理解成一个指针。

typedef char*iterator;
		iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}

我们对迭代器进行实验：

void test_string1()
	{
		string s1("hello world");
		string::iterator it1 = s1.begin();
		while (it1 != s1.end())
		{
			(*it1)++;
			it1++;
		}
		cout << s1.c_str() << endl;
	}

我们进行运行：

我们成功实现了迭代器。

 迭代器和范围for的关系：

void test_string1()
	{
		string s1("hello world");
		for (auto ch : s1)
		{
			cout << ch << ' ';
		}
		cout << endl;
	}

我们进行编译：

 我们什么都没有实现，我们却可以调用范围for，原因是什么呢？

范围for的本质是替换成了迭代器，当我们实现了迭代器之后，范围for就可以使用了。

当我们注释掉了迭代器之后

 

 范围for就无法使用：

 当我们恢复迭代器并把迭代器的begin换成Begin时：

 

 依旧会报错，原因是范围for发生了盲目的简单的替换，只会识别begin而无法识别大写的Begin

实现尾插：

void push_back(char ch)
{

}
void append(const char*str)
{

}

前者是尾插一个字符，后者是尾插一个字符串。

实现尾插我们首先要实现+=，不仅要实现+=一个字符，也要实现+=一个字符串。

我们模仿+=实现一个+=字符串和+=字符。

string&operator+=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}
		string&operator+=(const char*str)
		{
			append(str);
			return *this;
		}

我们要实现+=的话，首先要想到的就是扩容，要解决扩容的问题，我们就要实现reserve函数：

reserve：修改容量

void rerserve(size_t n)
		{
			char*tmp = new char[n + 1];
			strcpy(tmp, _str);
			delete[] _str;
			_str = tmp;
			_capacity = n;
		}

我们的思路如下：我们与其修改容量，我们不如创建一个更大的空间，然后把原空间的内容拷贝到这个新空间里面，然后释放掉原空间，并且把原空间的容量修改为我们要修改的n

之所以修改为n+1，是因为我们需要多开辟一个空间给\0。

继续实现尾插：

void push_back(char ch)
		{
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity * 2);
			}
			_str[_size] = ch;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';
		}

如果我们的容量和我们的有效元素相等时，表示我们的容量已满，我们需要扩容，这里我们可以直接采用扩容二倍的方法，然后把要插入的元素放到string的_size位置处，让_size++，然后把\0放到string的_size位置处。

下节课我们完成append函数。

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目录 firewall防火墙 【1】查看firewall状态 【2】开启、重启、关闭firewalld服务 【3】查看防火墙规则 【3】 添加指定需要开放的端口&#xff08;开启8088&#xff09; 【4】重载入添加的端口 【5】查询指定端口是否开启成功 firewall防火墙 【1】查看firewall状态 s…
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Java日志系统log4j2的使用配置和异步日志使用

Java日志系统log4j2的使用配置和异步日志使用

目录1. log4j21.1 log4j2介绍1.2 Log4j2入门1.2.1 log4j2(日志门面 日志框架)使用1.2.2 slf4j log4j2使用1.3 Log4j2配置1.4 Log4j2异步日志1.4.1 全局异步AsyncLogger1.4.2 混合异步AsyncLogger1.4.3 AsyncAppender1. log4j2 1.1 log4j2介绍 Apache Log4j2是Log4j的升级版…
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IB地理学什么？适合什么人学习？

IB地理学什么？适合什么人学习？

IB精选&#xff1a;IB地理学什么&#xff1f;快速搞懂自己适不适合修读地理&#xff01; 核心目的IB地理科是一个很特别的科目&#xff0c;目的是要帮助同学掌握一些认识和了解现实世界的技能。这个现实世界包括了两大部分。 第一个部分是自然环境&#xff0c;当中包括生态系统…
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你还在恐惧指针吗？点进来，带你全方位深入了解指针

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指针是什么&#xff1f; 指针也就是内存地址&#xff0c;指针变量是用来存放内存地址的变量。(存放在指针中的值都被当做地址处理) 对于32位的机器&#xff0c;假设有32根地址线&#xff0c;那么假设每根地址线在寻找地址的时候会产生高电平&#xff08;高电压&#xff09;和…
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[ZJCTF 2019]NiZhuanSiWei

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目录 信息收集 代码审计 第一层 第二层 第三层 信息收集 打开页面又是代码审计 代码如下 <?php $text $_GET["text"]; $file $_GET["file"]; $password $_GET["password"]; if(isset($text)&&(file_get_contents($text,…
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React + TS + TDD 扫雷游戏学习心得

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React TS TDD 扫雷游戏学习心得 试玩地址&#xff1a;https://goldenaarcher.com/minesweeper&#xff0c;stroybook 的地址&#xff1a;https://www.chromatic.com/build?appId63b2530f575ed5942cf105be&number1 测试主要使用 jest&#xff08;mock&#xff09; RTL …
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