目录

一、为什么学习string类

1.1 C语言中的字符串

1.2 字符串在OJ面试中

二、标准库中的string类

2.1 string 介绍

2.2 编码格式

三、string 类常用接口

3.1 Member functions（成员函数）

3.1.1 构造函数（Construct）

3.1.2 赋值重载（operator=） ​编辑

3.1.3 string类对象的容量操作（Capacity）

3.1.4 string类对象的访问（Element access） 

3.1.5 string对象的访问及遍历操作（Iterators）  

3.1.6 string类对象的修改（Modifiers） 

3.1.7 string类对象的操作（String operations）

3.2 string类非成员函数（Non-member function overloads） 

一、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（面向对象思想），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

1.2 字符串在OJ面试中

        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。

注：由于历史原因，string类并不归属到 STL 之中，但是 string类与 STL 很相像，就把 string类归属到 STL 中一起学习

学习 STL 一定要多翻阅 STL的官方文档查看详细解释 C++官网cppreference

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但是官网的排布内容不是很好，推荐使用这个非官网的网站：cplusplus ，右上角切换到旧版体验更好

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二、标准库中的string类

2.1 string 介绍

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

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 <string> 以及 using namespace std ，以及多翻阅参考cplusplus 的标准文档 string

• 这里为什么是 <string> 而没有 .h呢？
• 因为 C语言中已经有一个 <string.h>了，为了避免冲突和进行区别，所以使用 <string> 作为头文件

2.2 编码格式

string 是 basic_string 类模板使用字符类型 char 实例化得到的一个类

而且还以模板生成几个名字不同 string 类，这些类的主要区别在于编码方式的不同，链接

string 为什么要设计成模板呢？ 

因为编码格式的不同，一些字符存储所占用的空间不同

常见的一些编码格式：

（1）ASCII码，是美国设计的；ASCII码表是：计算机当中存的值，和字符的映射，但是只有256个字符的表示，用char表示

（2）Unicode，也叫做万国码。，Unicode是针对全世界的语言而设计的一种编码，常见的有utf-8 utf-16 utf-32

（3）gbk，gbk是叫做国标码，是针对中文创建的一个编码

 编码方式对 basic_string 的影响如下

• char – 采用单字节编码；
• char16_t – 采用双字节编码
• char32_t – 采用四字节编码

这里我们以第一种进行学习，单字节编码格式的 string 

平时使用的 string 本质上是 basic_string<char>， string 内部进行了 typedef

typedef basic_string<char, char_traits, allocator> string

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下面介绍string类常用的接口 ，要熟练掌握，其余的用时查阅即可

三、string 类常用接口

3.1 Member functions（成员函数）

3.1.1 构造函数（Construct）

提供了很多构造函数，只需要掌握其中最常用的几个就可以了，其余的如果有需要再查询文档

(constructor)函数名称	函数功能
string() （重点）	构造空的string类对象，即空字符
string(const char* s) （重点）	用字符数组来构造string类对象
string(const string&s) （重点）	拷贝构造函数
string(size_t n, char c)	用n个c字符来构造string类对象

测试代码

void Test_string()
{
	string s1; // 构造空的string类对象s1
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	string s2("hello world"); // 用C格式字符串构造string类对象s2
	cout << "s2: " << s2 << endl;
	string s3(s2); // 拷贝构造s3
	cout << "s3: " << s3 << endl;
}

 运行结果

3.1.2 赋值重载（operator=） 

测试代码

void TestString()
{
	string s1("hello");
	string s2, s3, s4;
	s2 = s1;
	s3 = "world";
	s4 = s2 + s3;

	cout << "s2: " << s2 << endl;
	cout << "s3: " << s3 << endl;
	cout << "s4: " << s4 << endl;
}

运行结果​至于析构函数（destructor）则简单了解即可，因为程序结束自动调用析构函数 

3.1.3 string类对象的容量操作（Capacity）

​掌握最常用的几个就可以了，其余的如果有需要再查询文档

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

（1）size && length

        size 和 length 的功能完全相同，这是早期 string 设计遗留的问题

测试代码

void TestString()
{
	string s1("hello");
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.length: " << s1.length() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl;
 
	string s2("aaaaa");
	cout << "s2: " << s2 << endl;
	cout << "s2.empty: " << s2.empty() << endl;
	s2.clear();//清空有效字符串
	cout << "s2.clear后: " << s2 << endl;
}

运行结果

（2）resize

        resize 函数用来调整字符串大小，它一共分为三种情况： 

1. n 小于原字符串的 size，此时 resize 函数会将原字符串的 size 改为 n，但不会改变 capacity
2. 大于原字符串的 size，但小于其 capacity，此时 resize 函数会将 size 后面的空间全部设置为字符 c 或默认的‘\0’
3. 大于原字符串的 capacity，此时 resize 函数会将原字符串扩容，然后将size 后面的空间全部设置为字符 c 默认的‘\0’  

测试代码

void TestString()
{
	string s1("hello world!");
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl;
	s1.resize(20);
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl;
	s1.resize(15);
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl;
	s1.resize(5);
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl;
}

运行结果

（3） reserve

        reserve 用来扩容与预留空间，相当于C语言中的 realloc 函数，它分两种情况：

• n 大于原字符串的 capacity，此时 reserve 函数会将 capacity 扩容到 n
• n 小于等于原字符串的 capacity，capacity 容量不变 (不缩容)

注意区分 reserve 和 reverse 

测试代码

void TestString()
{
	string s1("hello world!");
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl << endl;
	
	s1.reserve(5);
	s1.reserve(15);
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl << endl;

	s1.reserve(30);
	cout << "s1: " << s1 << endl;
	cout << "s1.size: " << s1.size() << endl;
	cout << "s1.capacity: " << s1.capacity() << endl;
}

 运行结果

3.1.4 string类对象的访问（Element access） 

掌握 operator[] 使用即可，其它也是使用到了再查询文档

测试代码

void TestString()
{
	string s1 = "hello world!";

	for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)
	{
		cout << s1[i] << endl;
	}

}

 运行结果

3.1.5 string对象的访问及遍历操作（Iterators）  

        Iterators 是 C++中的迭代器，可以把它当成指针来理解（string 和 vector），不是所有迭代器都是指针

也是老样子，掌握常用的几个即可，其它使用到再查询文档

函数名称	函数功能
begin()	返回一个指向字符串中第一个字符的迭代器
end()	返回一个指向字符串最后一个字符下一个位置(‘\0’)的迭代器
rbegin()	反向迭代器，返回一个指向字符串最后一个字符下一个位置(‘\0’)的迭代器
rend()	反向迭代器，返回一个指向字符串中第一个字符的迭代器

测试代码

void TestString()
{
	string s1 = "12345";
	string::iterator it = s1.begin();
	while (it < s1.end())
	{
		(*it)++;
		cout << *it;
		++it;
	}
}

 运行结果

        反向迭代器就是正向迭代器反过来使用，不再演示。实际上，范围 for 的底层就是使用迭代器实现的

3.1.6 string类对象的修改（Modifiers） 

也是老样子，掌握常用的几个即可，其它使用到再查询文档

函数名称	功能说明
push_back	在字符串后尾插字符c
append	在字符串后追加一个字符串
operator+=(重点)	在字符串后追加字符串str

（1） operator+=

        operator+= 是运算符重载，用于向字符串尾插数据，支持尾插一个字符串以及尾插一个字符

测试代码

void TestString()
{
	string s1 = "hello";
	string s2 = "world";

	s1 += s2;
	cout << s1 << endl;
}

 运行结果

（2）push_back 、append

push_back 是在字符串后尾插字符c，append 是在字符串后追加一个字符串，这些都与 += 类似，设计有些多余，不演示了

（3）insert 和 erase

        insert 函数用于向在字符串的 pos 处插入数据，erase 用来从 pos 位置开始向后删除 len 个字符，因为时间复杂度的问题，很少使用，有需要直接看文档，不演示了

3.1.7 string类对象的操作（String operations）

老规矩，掌握常用的几个即可，其它使用到再查询文档

函数名称	功能说明
c_str(重点)	返回C格式字符串
find(重点)	从字符串pos位置开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置
rfind	从字符串pos位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置
substr	在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回

（1）c_str

        在某些场景中只支持对C形式的字符串，即字符数组进行操作，比如网络传输、fopen，而不支持对C++中的 string 对象进行操作，所以 string 提供了 c_str，用于返回C形式的字符串，即以 ‘\0’ 结尾的字符串

测试代码

void TestString()
{
	string s1 = "hello world";
	const char* str = s1.c_str();

	cout << str << endl;
}

 运行结果

（2）find

        find 用于返回 一个字符或一个字符数组或一个string对象 在 string 中首次出现的位置，如果找不到就返回 npos： 

说明一下 npos，npos 是一个无符号数，npos = -1 即代表无符号的最大取值

测试代码

void TestString()
{
	string s1 = "hello world";

	cout << s1.find('o') << endl;
	cout << s1.find("or") << endl;
	cout << s1.find("a") << endl;
}

运行结果

（3）rfind

        rfind 是从末尾开始找指定内容，与 find 查找方向相反，不演示了

（4）substr

        substr 返回一个新构造的字符串对象，从字符位置 pos 开始，跨越 len 个字符或直到字符串结尾

测试代码

void TestString()
{
	string s1 = "hello world!!";

	cout << s1.substr(0, 5) << endl;
	cout << s1.substr(6, 6) << endl;
}

 运行结果

3.2 string类非成员函数（Non-member function overloads） 

掌握常用的几个即可，其它使用到再查询文档

函数	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
relational operators（重点）	大小比较

 

（1） relational operators

两个 string 对象之间的大小关系函数重载，直接使用就好了，不演示了

（2） operator>> 和 operator<<

流插入与流提取运算符重载，这两个重载的作用就是为了让 string 对象支持直接输出和输入

（3）getline

         C语言中的 scanf 函数和 C++ 中的 cin 都是以空格、换行等作为不同数据之间的分割标志的，即当它们遇到这些符号时就会停止读。C语言提供了 gets 函数来读取一行字符，C++ 则是提供了 getline 函数来读取一行字符，并且我们还可以自己指定结束标志符，不演示了  

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文章到这里就结束了，下一篇即将更新