C++之String类(下)

news2024/11/20 20:38:20

片头

       嗨喽~ 我们又见面啦,在上一篇C++之String类(上)中,我们对string类的函数有了一个初步的认识,这一篇中,我们将继续学习string类的相关知识。准备好了吗?咱们开始咯~

二、标准库中的string类

2.5 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+=在字符串后追加字符串str
assign给字符串原有的内容进行覆盖,类似于赋值
insert用于在字符串的pos位置插入一个字符串、字符串的前n个字符或n个字符c
erase用于在字符串的pos位置删除len个字符
replace替换源字符串中的字符
c str返回c格式字符串
rfind + npos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
find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
substr在str中从pos位置开始,截取n个字符,然后将其返回
swap用于交换2个string类对象
operator+返回一个新构造的string类对象,其值是lhs和rhs的合并
getline用于字符串的输入

(1)push back函数 

我们测试一下:

void test_string15() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//在s1字符串的后面尾插'x'
	s1.push_back('x');
	cout << s1 << endl;
}


(2)append函数

我们测试一下:

void test_string16() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//在s1字符串的后面追加一个字符串
	s1.append(" yyyyyy!!!!");
	cout << s1 << endl;
}

(3)此外,我们还可以使用运算符operator+=函数重载

代码如下:

void test_string17() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	string s2("111111");

	//在s1字符串的后面追加一个字符串
	s1 += 'y';
	s1 += "zzzzzzzzzzz";
	s1 += s2;
	cout << s1 << endl;
}

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reverse把空间预留好


(4)assign函数

assign函数类似于给字符串原有的内容进行覆盖,类似于赋值

void test_string18() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	s1.assign("11111");
	cout << s1 << endl;
}

  


 (5)insert函数

①在s1字符串前头插"xxxxx"  

void test_string19() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//在s1字符串前头插"xxxxx"
	s1.insert(0, "xxxxx");
	cout << s1 << endl;
}

 ②在s1字符串前头插一个字符'y'

void test_string20() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//在s1字符串前头插单个字符'y'
	s1.insert(0, 1,'y');
	cout << s1 << endl;
}

③使用迭代器,在s1字符串钱头插单个字符'y'

void test_string21() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//在s1字符串前头插单个字符'y'
	s1.insert(s1.begin(), 'y');
	cout << s1 << endl;
}

  ④在s1字符串前插入s2字符串,二者都采用迭代器的形式

void test_string22() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	string s2("11111");

	//在s1字符串前头插s2字符串
	s1.insert(s1.begin(),s2.begin(),s2.end());
	cout << s1 << endl;
}


 (6)erase函数

①当pos=0,len=1,说明,从下标为0的元素开始,删除1个字符

void test_string23() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;
	
	//从下标为0的元素开始,删除1个字符
	s1.erase(0, 1);
	cout << s1 << endl;
}

  

②当我不传第二个参数的时候,len默认为npos

void test_string24() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//省略第二个参数
	//默认删除从下标为4后的所有元素
	//包括下标为4的元素
	s1.erase(4);
	cout << s1 << endl;
}

③当我传入的第二个参数len大于字符串本身的长度时

void test_string25() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//从下标为3的位置开始,
	//删除100个元素
	s1.erase(3, 100);
	cout << s1 << endl;
}

 

另外,使用erase函数时,第二个参数len可以不合法,但是第一个参数pos必须合法!


(7)replace函数

哇哦,咋一看,这个函数怎么有这么多的用法?!

不慌,我们慢慢来看~

 ①string& replace(size_t pos,size_t len,const string& str);

void test_string27() {
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	//将下标为5的位置,1个字符
	//替换为20%
	s1.replace(5, 1, "20%");
	cout << s1 << endl;
}

小练习:将下面字符串中出现的空白字符替换为"20%"

void test_string28() {
	string s1("hello world hello bit");
	cout << s1 << endl;

	for (int i = 0; i < s1.size();) {
		if (s1[i] == ' ') {
			s1.replace(i, 1, "20%");
			i += 3;
		}
		else {
			i++;
		}
	}
	cout << s1 << endl;
}

或者可以用另一种解法:

void test_string29() {
	string s1("hello world hello bit");
	cout << s1 << endl;

	string s2;
	//使用范围for
	for (auto e : s1) {
		if (e != ' ') {
			s2 += e;
		}
		else {
			s2 += "20%";
		}
	}
	cout << s2 << endl;
}

(8) c_str函数

const char* c_str() const;

 按照C语言的格式返回字符串

例如:

void test_string38() {
	string s1("hello");
	s1 += '\0';
	s1 += "world";

	cout << s1 << endl;
	cout << s1.c_str() << endl;
}

在hello后面加上'\0'和字符串world,重载后的流插入操作符函数会按照size的大小来打印字符串

而打印c_str的返回值,会遇到'\0'就停下

(9) rfind + npos函数

size_t rfind(char c,size_t pos = npos)const;

static const size_t npos = -1;

从字符串的pos位置向前找字符c,返回该字符在字符串中的位置

npos是string类中定义的一个静态成员变量,类型为无符号整型,值为-1,因为是无符号转换后变成整型的最大值,也就是4294967295(42亿多) ,当我们不给pos的值,按照缺省值执行,默认从字符串尾部开始寻找。

例如:

void test_string39() {
	string s1("hello");
	//从后往前寻找第一次出现的'l'
	cout << s1.rfind('l') << endl;
}

(10) find函数

size_t find (char c,size_t pos = 0) const;

 从字符串的pos位置向后找字符c,返回该字符在字符串中的位置

例如:

void test_string40() {
	string s1("hello");
	//从前往后寻找第一次出现的'e'
	cout << s1.find('e') << endl;
}

 (11)substr函数

string substr (size_t pos = 0,size_t len = npos);

 在str中从pos位置开始,截取len个字符,然后将其返回

例如:

void test_string41() {
	string s1("hello world!");
	//从下标为0的元素开始,截取5个字符
	string s2 = s1.substr(0, 5);
	cout << s2 << endl;
}

(12) swap函数

void swap (string& str);

用于交换2个string类对象

string类中的swap函数相比标准库中的swap函数,交换string类对象的效率更高

例如:

void test_string42() {
	string s1("hello");
	string s2("world!");
	//将s1字符串和s2字符串进行交换
	s1.swap(s2);
	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
}

(13) operator+ 函数

string operator+ (const string& lhs,const string& rhs);

string operator+ (const string& lhs,const char* rhs);

string operator+ (const char* lhs,const char* rhs);

string operator+ (const string& lhs,char rhs);

string operator+ (char lhs,const string& rhs);

 返回一个新构造的string类对象,其值是lhs和rhs的合并

例如:

void test_string43() {
	string s1("hello");
	string s2("world!");
	string s3;

	s3 = s1 + s2;
	cout << s3 << endl;

	s3 = s1 + "123";
	cout << s3 << endl;

	s3 = "123" + s2;
	cout << s3 << endl;

	s3 = s1 + "x";
	cout << s3 << endl;

	s3 = 'x' + s1;
	cout << s3 << endl;
}

(14)getline函数

istream& getline(istream& is,string& str,char delim);

istream& getline(istream& is,string& str);

 用于字符串的输入

相比cin遇到空格就停止读取,我们可以给出分隔符delim,遇到delim才停止读取。如果没有给出,则遇到换行停止读取。

例如:

void test_string44() {
	string s1;
	//没有给出分隔符delim
	//遇到换行,停止读取
	getline(cin, s1);
	cout << s1 << endl;

	//给出分隔符'%'
	//遇到分隔符,停止读取
	getline(cin, s1, '%');
	cout << s1 << endl;
}

 

2.6 各种运算符重载函数

(1)operator>>和operator<<

istream& operator>>(istream& is,string& str);

ostream& operator<<(ostream& os,const string& str);

用于string对象的流提取和流插入

例如:

void test_string45() {
	string s1;
	cin >> s1;
	cout << s1 << endl;
}

 

(2)比较运算符

用于比较2个字符串的对应位置的ASCII码值大小

例如:

void test_string46() {
	string s1("abcde");
	string s2("bbcde");

	cout << (s1 > s2) << endl;
	cout << (s1 >= s2) << endl;
	cout << (s1 < s2) << endl;
	cout << (s1 <= s2) << endl;
	cout << (s1 == s2) << endl;
	cout << (s1 != s2) << endl;
}


刚刚我们学习了这么多的函数,一起来练练几道题吧~

小练习1:反转字符串

emmm,这道题是想表达什么意思呢?举2个例子吧~

OK,本题分析完成,具体代码如下:

class Solution {
public:
    void reverseString(vector<char>& s) {
        int begin = 0;          //begin从下标为0的位置开始
        int end = s.size()-1;   //end从最后一个元素的下标开始

        while(begin < end)      //当begin和end相遇时,退出循环
        {
            //交换
            int temp = s[begin];
            s[begin] = s[end];
            s[end] = temp;

            begin++;            //begin更新    
            end--;              //end更新
        }
    }
};

小练习2:仅仅反转字母

emmm,这道题和上面反转字符串很像,但是不太一样,因为这道题,字符串里面不仅有字母,还有其他符号。我们要做的,只是将字母反转,其他符号的位置不变。

第一步,我们首先要判断当前字符是否为字母还是其他符号:

//判断当前字符是否为字母
//注意:用短路或来连接
bool isLetter(char c)
{
        return c >= 'A' && c <= 'Z'
    ||         c >= 'a' && c <= 'z';
}

第二步,反转字母(定义begin和end,如果遇到字母,进行交换,否则直接跳过)

string reverseOnlyLetters(string s) {
        int begin = 0;          //begin指向第一个元素的位置
        int end = s.size()-1;   //end指向最后一个元素的位置

        while(begin < end)      //当begin和end相遇时,退出循环
        {   
            //当前字符不是字母,直接跳过,不需要反转
            while(begin < end && !isLetter(s[begin]))
            {
                begin++;
            }
            while(begin < end && !isLetter(s[end])){
                end--;
            }

            //当前字符为字母,需要反转,进行交换
            int temp = s[begin];
            s[begin] = s[end];
            s[end] = temp;

            //交换完毕后,begin更新,end也更新
            begin++;
            end--;
        }

        return s;   //最后返回s字符串
    }

小练习3:字符串中的第一个唯一字符

emmm,举个例子呗~

另外,这道题特别说明了:1<=s.length<=10^5,s只包括小写字母

第一步,我们需要给26个小写字母开辟数组,数组的类型为int(开辟空间足够大)

 //给26个小写字母开辟空间,初始化为0
 int count[26] = {0};

第二步,我们需要统计字符串中的每个字符出现的次数

//利用范围for,统计字符串中的每个字符出现的次数
//这里的count数组里面的元素是按照顺序的
//比如:下标为0是'a',下标为1是'b',下标为2是'c'

  for(auto e: s){
   count[e-'a']++;
}

第三步:遍历s字符串,找出第一次出现唯一字符

 //遍历s字符串,找出第一次出现的唯一字符
        //如果找到了,立即返回下标
        for(int i = 0;i<s.size();i++){
            if(count[s[i]-'a'] == 1){
                return i;
            }
        }
        //如果没有找到,返回-1
                return -1;

OK,本题完整代码如下:

class Solution {
public:
    int firstUniqChar(string s) {
        //给26个小写字母开辟空间,初始化为0
        int count[26] = {0};

        //利用范围for,统计字符串中的每个字符出现的次数
        //这里的count数组里面的元素是按照顺序的
        //比如:下标为0是'a',下标为1是'b',下标为2是'c'
        for(auto e: s){
            count[e-'a']++;
        }

        //遍历s字符串,找出第一次出现的唯一字符
        //如果找到了,立即返回下标
        for(int i = 0;i<s.size();i++){
            if(count[s[i]-'a'] == 1){
                return i;
            }
        }
        //如果没有找到,返回-1
                return -1;
    }
};

方法二:直接将字符串放入另一个数组中,统计字符串中的第一个唯一字符

class Solution {
public:
    int firstUniqChar(string s) {
        //开辟数组,初始化为0
        int count[256] = {0};

        //将s字符串里面的每一个元素都放入数组
        //相同的字符,每放入1次,该下标对应的值自增1次
        for(int i = 0; i<s.size();i++){
            count[s[i]]++;
        }

        //遍历s字符串,找出第一次出现的唯一字符
        for(int i = 0;i<s.size();i++){
            if(count[s[i]] == 1){
                return i;
            }
        }
        return -1;
    }
};

小练习4:验证回文串

emmm,举个例子吧~

第一步:判断是否为字母数字字符

    //1.判断是否为字母数字字符
    bool isLetterOrNumber(char c){
        return c >= '0' && c <= '9'
        ||     c >= 'a' && c <= 'z'
        ||     c >= 'A' && c <= 'Z';
    }

第二步:将所有的大写字母转换为小写字母(使用范围for时,必须传引用,这样才能保证修改e的同时,修改源字符串)

         //1.大写字符转换为小写字符
         for(auto& e:s){
            if(e >= 'A' && e<= 'Z'){
                e += 32;
            }
         }

第三步:验证是否为回文串

 //2.验证是否为回文串
         int begin = 0;         //begin指向第一个元素
         int end = s.size()-1;  //end指向最后一个元素

         while(begin < end)     //当begin和end相遇时,循环停止
         {
            //遇到非字母数字字符时,直接跳过
            while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[begin])){
                begin++;
            }
            while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[end])){
                end--;
            }

            //2个字母数字字符进行比较
            //如果不相同,返回false
            //如果相同,begin++,end--
            if(s[begin] != s[end]){
                return false;
            }else{
                begin++;
                end--;
            }
         }
            //比较完毕,begin和end指向的元素都相同,返回true
         return true;

OK,本题完整代码如下:

class Solution {
public:
    //1.判断是否为字母数字字符
    bool isLetterOrNumber(char c){
        return c >= '0' && c <= '9'
        ||     c >= 'a' && c <= 'z'
        ||     c >= 'A' && c <= 'Z';
    }
    bool isPalindrome(string s) {
         //1.大写字符转换为小写字符
         for(auto& e:s){
            if(e >= 'A' && e<= 'Z'){
                e += 32;
            }
         }

         //2.验证是否为回文串
         int begin = 0;         //begin指向第一个元素
         int end = s.size()-1;  //end指向最后一个元素

         while(begin < end)     //当begin和end相遇时,循环停止
         {
            //遇到非字母数字字符时,直接跳过
            while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[begin])){
                begin++;
            }
            while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[end])){
                end--;
            }

            //2个字母数字字符进行比较
            //如果不相同,返回false
            //如果相同,begin++,end--
            if(s[begin] != s[end]){
                return false;
            }else{
                begin++;
                end--;
            }
         }
            //比较完毕,begin和end指向的元素都相同,返回true
         return true;
    }
};

小练习5:字符串相加

emmm,举个例子吧~

面对这种题,该怎么做呢?

题目要求:不能使用任何内建的用于处理大整数的库,也不能直接将输入的字符串转换为整数形式

那我们可以把字符串拆成个位,十位,百位......然后将个位和个位相加,十位和十位相加,百位和百位相加

第一步:我们先将num1和num2字符串的最后一个元素取出来,保存到end1和end2

    int end1 = num1.size()-1;//end1保存的是num1字符串的最后一位(个位)
    int end2 = num2.size()-1;//end2保存的是num2字符串的最后一位(个位)

第二步:假设变量next表示进位,字符串s表示累加的最终结果。我们将num1和num2的个位数由字符转换为数字,进行相加,注意要处理进位的情况。

            int next = 0;   //进位
            string s;       //返回的最终结果

        //当end1和end2都不存在时,退出循环,用短路或来连接
    while(end1 >= 0 || end2 >= 0)
    {
        int x1 = end1 >= 0 ? num1[end1--]-'0' : 0;//x1表示把当前字符转换为数字
        int x2 = end2 >= 0 ? num2[end2--]-'0' : 0;//x2表示把当前字符转换为数字
        int x = x1+x2+next;//x表示2个位数进行累加的结果

                next = x/10;      //进位
                x = x % 10;       //对应位上的数

                s.insert(0,1,'0'+x);//头插,将数字转换为字符
              //s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器
     }

            if(next == 1)       //当进位为1,直接在字符串s的前面头插"1"
            {
                s.insert(0,1,'1');
             // s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器
            }

            return s;           //返回s字符串

OK,这道题我们解决了,完整代码如下:

class Solution {
public:
    string addStrings(string num1, string num2) {
    int end1 = num1.size()-1;//end1保存的是num1字符串的最后一位(个位)
    int end2 = num2.size()-1;//end2保存的是num2字符串的最后一位(个位)

            int next = 0;   //进位
            string s;       //返回的最终结果

        //当end1和end2都不存在时,退出循环,用短路或来连接
while(end1 >= 0 || end2 >= 0){
int x1 = end1 >= 0 ? num1[end1--]-'0' : 0;//x1表示把当前字符转换为数字
int x2 = end2 >= 0 ? num2[end2--]-'0' : 0;//x2表示把当前字符转换为数字
int x = x1+x2+next;//x表示2个位数进行累加的结果

                next = x/10;      //进位
                x = x % 10;       //对应位上的数

                s.insert(0,1,'0'+x);//头插,将数字转换为字符
              //s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器
            }

            if(next == 1)       //当进位为1,直接在字符串s的前面头插"1"
            {
                s.insert(0,1,'1');
              // s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器
            }

            return s;           //返回s字符串
    }
};

不过,每次插入要挪动数据,插入N次,挪动次数合计是等差数列。头插的时间复杂度为O(n^2),我们可以选择尾插,最后逆置。


片尾

今天我们把string类的函数掌握的差不多了,又练习了几道题,希望对大家有所帮助!!!

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谢谢大家!!!

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