C++ string类（你想要的这里都有）

news2024/12/26 2:16:20

1. string类概述

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管理，稍不留神可能还会越界访问。

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。

2. 标准库中的string类

2.1 string类（了解）

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）

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

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的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头文件以及using namespace std;

2.2 string类的常用接口说明

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

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—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）	将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充

根据上面的讲解，那reserve有什么用呢？

利用reserve提高插入数据的效率，避免增容带来的开销（空间换时间）

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，const string类对象调用

begin+end	begin获取第一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器

rbegin+rend	`rbegin()`返回指向容器最后一个元素的反向迭代器+`rend()`返回指向容器第一个元素“之前”的位置的反向迭代器。

范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式
（范围for底层也是使用迭代器实现）

4. string类对象的修改操作

函数名称	功能说明
push_back	在字符串后尾差字符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

c str（重点）	返回C格式字符串

find+npos（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位置

substr	在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回。

insert	`insert`函数用于在字符串的指定位置插入一个字符或字符串。‌它接受一个迭代器位置和一个要插入的字符或字符串作为参数。‌

erase	函数用于从字符串中删除字符或子串。‌它有两个版本：‌一个接受两个迭代器作为参数，‌表示要删除的字符范围；‌另一个接受两个大小（‌`size_t`）‌参数，‌表示要从字符串中删除的起始位置和长度。‌

replace	`replace`函数用于替换字符串中的字符或子串。‌

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。

5. string类非成员函数

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
（若对于隐藏的this指针不清楚的，可以看下链接的“5.赋值运算符重载”） C++类和对象（中）（构造、析构、拷贝、赋值重载、const成员函数）_c++ const 结构体拷贝-CSDN博客
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

上面讲解了几个常见的string类接口，更多具体内容可见文档

cplusplus.com

3.写实拷贝（了解）

在拷贝构造和赋值运算的时候，不实现深拷贝，就想用浅拷贝怎么办？

我们可以采用写实拷贝。

什么是写时拷贝？

是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。

引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成1，每增加一个对象使用该资源，就给计数增加1，当某个对象被销毁时，先给该计数减1，然后再检查是否需要释放资源，如果计数为1，说明该对象时资源的最后一个使用者，将该资源释放；否则就不能释放，因为还有其他对象在使用该资源。如果非要更改指向空间的值，而不影响其他共同指向该空间的对象的时候，就再申请一个空间并指向这个空间，再进行修改。