C++ ─── STL 以及string

news2024/11/9 9:20:53

前言: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

STL的六大组件

1. 为什么学习string类?

1.1 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。

2. 标准库中的string类

2.1 String 的文档介绍

https://cplusplus.com/reference/string/string/?kw=string

        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  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;

2.2 string类的常用接口说明

重点:STL类的接口可以在Cplusplus.com中查找,先查找STL类,再在其中找接口函数。

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

	std::string s1;
	std::string s2("hello csdn");
	std::string s3(10, 'B');
	std::string s4(s2);
	std::string s5 = s2;

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

注意:

         1. 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()。

        2. clear()只是将string中有效字符清空,不改变底层空间大小。

        3. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)

        管理string的size 

        都是将字符串中有效字符个数改变到n个size能增大(用0(不是字符'0')或者char c来填)能减少 直接减少内容也减少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。

        注意: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,如果是将元素个数减少,底层空间(capacity)总大小不变。

        4. reserve(size_t res_arg=0):

        管理string的capacity

        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。

g++可以缩容,而VS不会缩容,如以上代码所示:开到111大小VS就不会缩减capacity。

        5.size length capacity

        size字符串的长度

        length字符串的长度

        capacity字符串的容量(比实际空间少一个,存了'/0')g++和VS都不将'/0'计入capacity中

        string在调用时会自己检查是否超过了s[s.size()-1]

3. string类对象的访问及遍历操作

 迭代器的引入

迭代器也有两种

string::iterator it1 = s2.begin(); 
//第一种迭代器所指的数据是可读可写(改变)的
string::const_iterator it2 = s2.begin();  
//第二种迭代器所指的数据是可读不可写,而迭代器it2是可以改变的,要不然it2不能能++,没法遍历

void TestString3()
{
	string s2("hello csdn");

	//方法一,下标+[]
	for (int i = 0; i < s2.size(); ++i)
	{
		cout << s2[i];
	}
	cout << endl;

	//方法二,迭代器
	string::iterator it1 = s2.begin();
	while(it1 != s2.end())
	{
		*it1 += 3;
		cout << *it1;//遍历
		++it1;
	}
	cout << endl;
	//遍历方式三: 范围for
	// 底层角度,他就是迭代器
	for (auto& e : s2)//引用可以修改
	{
		e++;
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;

	for (auto e : s2)//不能修改
	{
		cout << e;
	}
	cout << endl;

	list<int> lt1;
	lt1.push_back(1);
	lt1.push_back(2);
	lt1.push_back(3);

	list<int>::iterator it = lt1.begin();
	while (it != lt1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	for (auto e : lt1)
	{
		cout << e << " ";
	}
	cout << endl;
}
void test_string5()
{
	const string s1("hello world");
	//string::const_iterator it1 = s1.begin();
	auto it1 = s1.begin();
	while (it1 != s1.end())
	{
		// 不能修改
		//*it1 += 3;

		cout << *it1 << " ";
		++it1;
	}
	cout << endl;

	//string::const_reverse_iterator cit1 = s1.rbegin();
	auto cit1 = s1.rbegin();
	while (cit1 != s1.rend())
	{
		// 不能修改
		//*cit1 += 3;

		cout << *cit1 << " ";
		++cit1;
	}
	cout << endl;

	string s2("hello world");
	string::reverse_iterator it2 = s2.rbegin();
	//auto it2 = s2.rbegin();
	while (it2 != s2.rend())
	{
		//*it2 += 3;

		cout << *it2 << " ";
		++it2;
	}
	cout << endl;
}

迭代器也分为正迭代器和倒迭代器(reverse_iterator)

string类对象的访问及遍历操作演示

4. string类对象的修改操作

4. string类对象的修改操作演示

注意:

        1. 在string尾部追加字符时,s.push_back(c) / s.append(1, c) / s += 'c'三种的实现方式差不多,一般情况下string类的+=操作用的比较多,+=操作不仅可以连接单个字符,还可以连接字符串。

        2. 对string操作时,如果能够大概预估到放多少字符,可以先通过reserve把空间预留好。

void test_string6()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	// s1按字典序排序
	//sort(s1.begin(), s1.end());

	// 第一个和最后一个参与排序
	//sort(++s1.begin(), --s1.end());

	// 前5个排序 [0, 5)
	sort(s1.begin(), s1.begin()+5);

	cout << s1 << endl;
}

void test_string7()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	s1.push_back('x');
	cout << s1 << endl;

	s1.append(" yyyyyy!!");
	cout << s1 << endl;

	string s2("111111");

	s1 += 'y';
	s1 += "zzzzzzzz";
	s1 += s2;
	cout << s1 << endl;
}

        Sort()是左闭右开

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