什么是STL
STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。
STL的版本
- 原始版本：Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本--所有STL实现版本的始祖。
- P. J. 版本：由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异。
- RW版本：由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。
- SGI版本：由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程 风格上看，阅读性非常高。我们后面学习STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本。
STL的六大组件
string类
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
- 字符串是表示字符序列的类
- 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。
- 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)。
- 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)。
- 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：
- string是表示字符串的字符串类
- 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。
- string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>string;
- 不能操作多字节或者变长字符的序列。
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(); | 构造空的string类对象，即空字符串 |
| string(const string & str); | 拷贝构造函数 |
| string(const string & str, size_t pos, size_t len = npos); | 使用sttring类对象，从pos位置开始，长度为len的字符串来构造。 |
| string(const char* s); | 用C-string来构造string类对象 |
| string(const char* s, size_t n); | 用C-string的前n个字符来构造 |
| string(size_t n, char c); | string类对象包含n个字符c |
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1;
string s2("hello world");
string s3(s2, 6, 3);
string s4(s2, 6);
string s5("hello world", 3);
string s6(10, '*');
cout << s2 << endl;
cout << s3 << endl;
cout << s4 << endl;
cout << s5 << endl;
cout << s6 << endl;
return 0;
}
2、string类对象的容量操作
| 函数名称 | 功能说明 |
| size | 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 | 检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false |
| clear | 清空有效字符 |
| reserve | 为字符串预留空间** |
| resize | 将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充 |
string s1("hello world");
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.length() << endl; // 与size用法相同
cout << s1.max_size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
cout << s1.empty() << endl;
s1.clear();
int main()
{
string s1("hello world");
string s2("hello world");
// 扩容
s1.reserve(100);
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
// 扩容+初始化
s2.resize(100, '*'); // 会将size与capacity都改变，并初始化为0。
cout << s2.size() << endl;
cout << s2.capacity() << endl;
// 比size小可以删除数据，但是不会改变capacity，因为缩容一般不会原地缩，会有空间的开辟与释放
s2.resize(5);
cout << s2.size() << endl;
cout << s2.capacity() << endl;
}
注意：
- 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()。
- clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
- 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。
- 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。
3、string类对象的访问及遍历操作
| 函数名称 | 功能说明 |
| operator[] | 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 s1("hello world");
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
for (auto ch : s1)
{
cout << ch << endl;
}
cout << endl;
// 反向迭代器
auto it2 = s1.rbegin(); // 可以使用auto自动推导
while (it2 != s1.rend())
{
cout << *it2 << " ";
it2++;
}
cout << endl;
}void func(const string& s)
{
// 只能遍历和读容器的数据，不能写
string::const_iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
//*it += 1;
++it;
}
cout << endl;
auto rit = s.rbegin(); // 可以使用auto自动推导
while (rit != s.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
}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+= | 在字符串后追加字符串str |
| c_str | 返回C格式字符串 |
| find + npos | 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 |
| insert | 在字符串某个位置插入字符或字符串 |
| erase | 在字符串某个位置擦除字符或字符串 |
string s2("hello");
s2.push_back(' ');
s2.push_back('!');
cout << s2 << endl;
s2.append("world");
cout << s2 << endl;
string s3("hello");
s3 += " !world";
cout << s3 << endl; // insert/erase不推荐经常使用，能少用就少用
// 因为他们可能都存在需要挪动数据效率低下
string s1("world");
s1.insert(0, "hello");
cout << s1 << endl;
s1.insert(0, "hello");
cout << s1 << endl;
s1.insert(5, " ");
cout << s1 << endl;
s1.insert(s1.begin()+5, ' ');
cout << s1 << endl;
string s2("hello world");
//s2.erase(5, 1);
s2.erase(s2.begin() + 5);
cout << s2 << endl;
//s2.erase(5, 30);
s2.erase(5);
cout << s2 << endl;// 查找空格并替换为%20
string s1("hello world i love you");
size_t num = 0;
for (auto ch : s1)
{
if (ch == ' ')
++num;
}
// 提前开空间，避免repalce时扩容
s1.reserve(s1.size() + 2 * num);
size_t pos = s1.find(' ');
while (pos != string::npos)
{
s1.replace(pos, 1, "%20");
pos = s1.find(' ', pos + 3);
}
cout << s1 << endl;
// 另一种方法
string s1("hello world i love you");
string newStr;
size_t num = 0;
for (auto ch : s1)
{
if (ch == ' ')
++num;
}
// 提前开空间，避免repalce时扩容
newStr.reserve(s1.size() + 2 * num);
for (auto ch : s1)
{
if (ch != ' ')
newStr += ch;
else
newStr += "%20";
}
s1 = newStr;
cout << newStr << endl; // 两种不同的交换函数
string s1("*****");
string s2("xxxxx");
// string类中的交换，只需要交换s1与s2的指针
s1.swap(s2);
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
// 模板泛型，需要开辟一个临时变量
swap(s1, s2);
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;string类中的swap函数与std中的swap函数
cout << s1 << endl;
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += '\0';
s1 += '\0';
s1 += "xxxxx";
cout << s1 << endl; // 按照流插入打印
cout << s1.c_str() << endl; // 按照c字符打印，返回C形式的字符串// substr
string file("string.cpp.tar.zip");
size_t pos = file.rfind('.');
if (pos != string::npos)
{
//string suffix = file.substr(pos, file.size() - pos);
string suffix = file.substr(pos);
cout << suffix << endl;
}
