为什么学习string类

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(面向对象编程，Object-Oriented Programming)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。

标准库中的string类

string类(了解)

string类的文档介绍
注意：在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

auto和范围for

auto关键字

在这里补充2个C++11的小语法，方便我们后面的学习。
1.在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，后来这个不重要了。C++11中，标准委员会变废为宝赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

auto a = 10;//推导auto是int
auto b = 'a';//推导auto是char

int main()
{
	auto a = 10;//推导auto是int
	auto b = 'a';//推导auto是char
	cout << typeid(a).name() << endl;
	cout << typeid(b).name() << endl;
	return 0;
}

2.用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&。当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。
3.auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用。

// 不能做参数
void func2(auto a)
{}

// 可以做返回值，但是建议谨慎使用
auto fun()
{
	return 10;
}

4.auto不能直接用来声明数组.

// 编译报错：error C3318: “auto []”: 数组不能具有其中包含“auto”的元素类型
auto arr[] = { 1,2,3,4 };

范围for

1.对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代，自动取数据，自动判断结束。
2.范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历
3.范围for的底层很简单，容器遍历实际就是替换为迭代器，这个从汇编层也可以看到。

int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	for (auto& e : array)
	{
		e *= 2;
	}
	for (auto e : array)
	{
		cout << e << ' ';
	}
	cout << endl;
	string s("hello bit");
	for (auto ch : s)
	{
		cout << ch << ' ';
	}
	cout << endl;

	return 0;
}

string类的常用接口说明(注意下面只讲解最常用的接口)

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

string s1;// 构造空的string类对象s1
string s2("hello world");//用C格式字符串构造string类对象s2
string s3(5, 'c');//s3中包含n个字符c
string s4(s2);//拷贝构造s4

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)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，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, charc)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，底层空间总大小不变。
4. reserve(size_t res_arg=0)：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。

// 注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
string s("hello world");
cout << s.size() << endl;
cout << s.length() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
cout << endl;

// 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
s.clear();
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
cout << endl;

// 将s中有效字符个数增加到10个，多出位置用'a'进行填充
// “aaaaaaaaaa”
	s.resize(10, 'z');
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << endl;

// 将s中有效字符个数增加到15个，多出位置用缺省值'\0'进行填充
// "aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0"
// 注意此时s中有效字符个数已经增加到15个
s.resize(15);
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
cout << endl;

int main()
{
	string s;
	// 测试reserve是否会改变string中有效元素个数
	s.reserve(100);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << endl;

	// 测试reserve参数小于string的底层空间大小时，是否会将空间缩小
	s.reserve(10);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << endl;

	return 0;
}

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	begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

int main()
{
	string s("hello world");
	for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
	{
		cout << s[i];
	}
	cout << endl;
	string::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it;
		++it;
	}
	cout << endl;
	for (auto e : s)
	{
		cout << e;
	}
	cout << endl;

	
	return 0;
}

	string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
	while (rit != s.rend())
	{
		cout << *rit;
		++rit;
	}

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
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	从子符串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

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。

int main()
{
	string s;
	s.push_back(' ');
	s.append("hello");
	s += ' ';
	s += "world";
	cout << s << endl;
	// 以C语言的方式打印字符串
	cout << s.c_str() << endl;
	
	return 0;
}

int main()
{
	string file("string.cpp");
	size_t pos = file.rfind('.');
	string suffix(file.substr(pos,file.size()-pos));
	cout << suffix << endl;
	return 0;
}

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
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

int main()
{
	string s1("hello");
	string s2("zx");
	string s3;
	s3 = s1 + ' '+s2;
	cout << s3 << endl;
	return 0;
}

string s1;
cin >> s1;
cout << s1 << endl;

string s1;
cin >> s1;
cout << s1 << endl;

string s1("hello");
string s2("zx");
cout << (s1 < s2) << endl;
cout << (s1 == s2) << endl;
cout << (s1 >= s2) << endl;

写时拷贝

写时拷贝就是一种拖延症，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。