C++:string类（1）

news2024/11/26 13:45:41

1.标准库中的string类

1.1 string类(了解)

string类的文档介绍

在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

1.2 auto和范围for

auto关键字

·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。

·auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用

·auto不能直接用来声明数组

#include<iostream>

using namespace std;

int func1()
{
 return 10;
}

// 不能做参数

void func2(auto a)
{}
// 可以做返回值，但是建议谨慎使用

auto func3()
{
 return 3;
}

int main()
{
 int a = 10;
 auto b = a;
 auto c = 'a';
 auto d = func1();
 // 编译报错:rror C3531: “e”: 类型包含“auto”的符号必须具有初始值设定项

 auto e;
 cout << typeid(b).name() << endl;
 cout << typeid(c).name() << endl;
 cout << typeid(d).name() << endl;
 int x = 10;
 auto y = &x;
 auto* z = &x;
 auto& m = x;
 cout << typeid(x).name() << endl;
 cout << typeid(y).name() << endl;
 cout << typeid(z).name() << endl;
 auto aa = 1, bb = 2;
 // 编译报错：error C3538: 在声明符列表中，“auto”必须始终推导为同一类型

 auto cc = 3, dd = 4.0;
 // 编译报错：error C3318: “auto []”: 数组不能具有其中包含“auto”的元素类型

 auto array[] = { 4, 5, 6 };
 return 0;
}

 auto作为自动识别类型，可以替代较长的定义类型

如：

#include<iostream>
#include <string>
#include <map>

using namespace std;

int main()
{
 std::map<std::string, std::string> dict = { { "apple", "苹果" },{ "orange", 

"橙子" }, {"pear","梨"} };
 // auto的用武之地

 //std::map<std::string, std::string>::iterator it = dict.begin();

 auto it = dict.begin();
 while (it != dict.end())
 {
 cout << it->first << ":" << it->second << endl;
 ++it;
 }
}

范围for

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：

(1)第一部分是范围 内用于迭代的变量，(2)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。 范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历 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。

//3.范围for
// auto 替换长类型，但一定程度下失去了可读性
//字符赋值，自动迭代，自动判断结束
//底层就是迭代器
//这个改变不了ch是一个拷贝值，改变拷贝值，不变，加了引用就可以改变了
//for (auto& ch : s2)拷贝
void fun1()
{
    for (auto& ch : s2)//引用
    {
    	cout << ch << " ";
    }
    cout << endl;
    //范围for适用于容器和数组
    int arry[] = { 1,2,3,3 };
    for (auto& e : arry)
    {
    	cout << e << endl;
    }
}
//2.迭代器
//begin()第一个字符的迭代器，s2.end()最后一个位置的下一个位置即是“\0”的迭代器
//迭代去修改可以改变初始值
void fun2()
{
    string s2("hello");
    string::iterator it = s2.begin();
    while (it != s2.end())
    {
    	cout << *it << " ";
    	it++;
    }
}
//四种迭代器
//literator
//reserver_literator
//const_literator
//const_reserver_literator

两者具有相同的原理，否是通过迭代器从begin()找到end();(底层原理相同）

1.3string类的常用接口

1. string类对象的常见构造

void Teststring()
{
    string s1;                // 构造空的string类对象s1

    string s2("hello bit");   // 用C格式字符串构造string类对象s2

    string s3(s2);            // 拷贝构造s3

}

2. string类对象的容量操作

函数名称函数名称 功能说明
size返回字符串有效字符长度（包括'\0'）
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()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, 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。
void Teststring1()
{
	// 注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
	string s("hello, bit!!!");
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << 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;

	// 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, 'a');
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << 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 << s << endl;

	// 将s中有效字符个数缩小到5个
	s.resize(5);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;
}

//reserve
void Teststring2()
{
	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;

	// 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(50);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
}

3. string类对象的访问及遍历操作

 begin()返回第一个字符的迭代器

end()返回最后一个字符的后一个字符的后一个的理论元素的迭代器

rbegin()返回最后一个字符的迭代器

rend()返回第一个字符的前一个字符的后一个的理论元素的迭代器

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或字符
c_str(重点)返回C格式字符串（遇到'\0'停止）
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，找不到返回npos(-1)
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. 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


void test9()
{
	//使用cin>>str的话不能输入空格，要使用getline
	string str;
	getline(cin, str);
	//getline(cin, str, '*');//遇到*号才终止
	size_t pos = str.rfind(' ');
	cout << str.size() - 1 - pos << endl;
}

 

6. vs和g++下string结构的说明

注意：下述结构是在32位平台下进行验证，32位平台下指针占4个字节。

vs下string的结构

string总共占28个字节，内部结构稍微复杂一点，先是有一个联合体，联合体用来定义

string中字符串的存储空间：

·当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组来存放 
·当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间

 
union _Bxty

{ // storage for small buffer or pointer to larger one

 value_type _Buf[_BUF_SIZE];
 pointer _Ptr;
 char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing

} _Bx;

这种设计也是有一定道理的，大多数情况下字符串的长度都小于16，那string对象创建 好之后，内部已经有了16个字符数组的固定空间，不需要通过堆创建，效率高。

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