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文章目录
- C++STL详解（一）—— sring类
- 1. string的定义方式
- 2. string的插入
- 3.string的拼接
- 4.string的删除
- 5.string的查找
- 6.string的比较
- 7.string的替换
- 8.string的交换
- 9.string的大小和容量
- 10.string中元素的访问
- 11.string中运算符的使用
- 12.string中与迭代器相关的函数
- 13.string与字符串之间的转换
- 14.string中子字符串的提取
- 15.string中的getline函数
- 16.总结：
C++STL详解（一）—— sring类
1. string的定义方式
string类实现了多个构造函数的重载，常用的构造函数如下：
string(); //构造一个空字符串
string(const char* s); //复制s所指的字符序列
string(const char* s, size_t n); //复制s所指字符序列的前n个字符
string(size_t n, char c); //生成n个c字符的字符串
string(const string& str); //生成str的复制品
string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos); //复制str中从字符位置pos开始并跨越len个字符的部分
使用示例：
string s1; //构造空字符串
string s2("hello string"); //复制"hello string"
string s3("hello string", 3); //复制"hello string"的前3个字符
string s4(10, 's'); //生成10个's'字符的字符串
string s5(s2); //生成s2的复制品
string s6(s2, 0, 4); //复制s2中从字符位置0开始并跨越4个字符的部分
2. string的插入
1、使用push_back进行尾插–插入单个字符
append–插入字符串
void push_back (char c);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
s.push_back('C');
s.push_back('S');
s.push_back('D');
s.push_back('N');
cout << s << endl; //CSDN
s.append("hello");
cout << s << endl; //CSDNhello
return 0;
}
2、使用insert插入
string& insert (size_t pos, const string& str);
string& insert (size_t pos, const char* s);
iterator insert (iterator p, char c);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("C"); //C
//insert(pos, str)在pos位置插入字符串str
s.insert(1, "S"); //CS
//insert(pos, string)在pos位置插入string对象
string t("D");
s.insert(2, t); //CSD
//insert(pos, char)在pos位置插入字符char
s.insert(s.end(), 'N'); //CSDN
cout << s << endl; //CSDN
return 0;
}
3.string的拼接
使用append函数完成string的拼接：
string& append (const string& str);
string& append (const char* s);
string& append (size_t n, char c);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("I");
string s2(" like");
//append(string)完成两个string对象的拼接
s1.append(s2); //I like
//append(str)完成string对象和字符串str的拼接
s1.append(" C++"); //I like C++
//append(n, char)将n个字符char拼接到string对象后面
s1.append(3, '!'); //I like C++!!!
cout << s1 << endl; //I like C++!!!
return 0;
}
4.string的删除
1、使用pop_back进行尾删
void pop_back();
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("C++");
s.pop_back();
s.pop_back();
cout << s << endl; //C
return 0;
}
2、使用erase删除
string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);
iterator erase (iterator p);
iterator erase (iterator first, iterator last);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("I like C++");
//erase(pos, n)删除pos位置开始的n个字符
s.erase(8, 5); //I like C
//erase(pos)删除pos位置的字符
s.erase(s.end()-1); //I like
//erase(pos1, pos2)删除[pos1pos2)上所有字符
s.erase(s.begin() + 1, s.end()); //I
cout << s << endl; //I
return 0;
}
5.string的查找
1、使用find函数正向搜索第一个匹配项
size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;
size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;
size_t find (char c, size_t pos = 0) const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
//find(string)正向搜索与string对象所匹配的第一个位置
string s2("www");
size_t pos1 = s1.find(s2);
cout << pos1 << endl; //7
//find(str)正向搜索与字符串str所匹配的第一个位置
char str[] = "cplusplus.com";
size_t pos2 = s1.find(str);
cout << pos2 << endl; //11
//find(char)正向搜索与字符char所匹配的第一个位置
size_t pos3 = s1.find(':');
cout << pos3 << endl; //4
return 0;
}
2、使用rfind函数反向搜索第一个匹配项
size_t rfind (const string& str, size_t pos = npos) const;
size_t rfind (const char* s, size_t pos = npos) const;
size_t rfind (char c, size_t pos = npos) const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
//rfind(string)反向搜索与string对象所匹配的第一个位置
string s2("string");
size_t pos1 = s1.rfind(s2);
cout << pos1 << endl; //42
//rfind(str)反向搜索与字符串str所匹配的第一个位置
char str[] = "reference";
size_t pos2 = s1.rfind(str);
cout << pos2 << endl; //25
//rfind(char)反向搜索与字符char所匹配的第一个位置
size_t pos3 = s1.rfind('/');
cout << pos3 << endl; //53
return 0;
}
3、find_first_of()函数
size_t find_first_of (const string& str, size_t pos = 0) const;
size_t find_first_of (const char* s, size_t pos = 0) const;
size_t find_first_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
size_t find_first_of (char c, size_t pos = 0) const;
正向查找在原字符串中第一个与指定字符串（或字符）中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。若查找失败，则返回npos。（npos定义为保证大于任何有效下标的值。）
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
string str="abcdefab";
cout<<str.find_first_of('a')<<endl;//第二个参数为0，默认从下标为0开始查找。
cout<<str.find_first_of("hce")<<endl;//待查串hce第一个出现在原串str中的字符是c，返回str中c的下标2,故结果为2。
cout<<str.find_first_of("ab",1)<<endl;//从下标为1开始查，待查串ab第一个出现在原串str中的字符是b，返回b的下标，结果为1。
cout<<str.find_first_of('h')<<endl;//原串没有待查字符h，故查不到，返回npos。
cout<<str.find_first_of("hw")<<endl;//待查子串任一字符在原串中都找不到，故查不到，返回npos。
return 0;
}
//有效的下标应该在0~len-1范围内。len=str.size();
4、find_last_of()函数
size_t find_last_not_of (const string& str, size_t pos = npos) const;
size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos = npos) const;
size_t find_last_not_of (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
size_t find_last_not_of (char c, size_t pos = npos) const;
逆向查找在原字符串中最后一个与指定字符串（或字符）中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。若查找失败，则返回npos。（npos定义为保证大于任何有效下标的值。）
#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
string str="abcdefab";
cout<<str.find_last_of("wab")<<endl;//原串最后一个字符首先与待查子串的每一个字符一一比较，一旦有相同的就输出原串该字符的下标.。结果为b的下标7。
cout<<str.find_last_of("wab",5)<<endl;
//从原串中下标为5开始逆向查找，首先f与待查子串每一字符比较，若有相同的就输出该字符在原串的下标。
//若一个都没有，就依次逆向比较，即e再与待查子串一一比较，直到原串的b与待查子串中的b相同，然后输出该b在原串的下标1。
cout<<str.find_last_of("fab",5)<<endl;//输出f在原串的下标5。
cout<<str.find_last_of("fab",7)<<endl;//输出b在原串的下标7。
cout<<str.find_last_of("hwk")<<endl;//原串没有待查子串的任何字符，故返回npos。
return 0;
}
//有效的下标应该在0~len-1范围内。len=str.size();
6.string的比较
使用compare函数完成比较：
int compare (const string& str) const;
int compare (size_t pos, size_t len, const string& str) const;
int compare (size_t pos, size_t len, const string& str, size_t subpos, size_t sublen) const;
比较规则：
1、比较字符串中第一个不匹配的字符值较小，或者所有比较字符都匹配，但比较字符串较短，则返回小于0的值。
2、比较字符串中第一个不匹配的字符值较大，或者所有比较字符都匹配，但比较字符串较长，则返回大于0的值。
3、比较的两个字符串相等，则返回0。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("hello world");
string s2("hello CSDN");
//"hello world"和"hello CSDN"比较
cout << s1.compare(s2) << endl; //1
//"ell"和"hello CSDN"比较
cout << s1.compare(1, 3, s2) << endl; //-1
//"hello"和"hello"比较
cout << s1.compare(0, 4, s2, 0, 4) << endl; //0
return 0;
}
注意：除了支持string类之间进行比较，compare函数还支持string类和字符串进行比较。
7.string的替换
使用replace函数完成string的替换：
string& replace (size_t pos, size_t len, const char* s);
string& replace (size_t pos, size_t len, size_t n, char c);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("hello world");
//replace(pos, len, str)将pos位置开始的len个字符替换为字符串str
s.replace(6, 4, "CSDN"); //hello CSDNd
//replace(pos, len, n, char)将pos位置开始的len个字符替换为n个字符char
s.replace(10, 1, 3, '!'); //hello CSDN!!!
cout << s << endl;
return 0;
}
但一般不使用repalce，因为要挪动数据，时间复杂度较高，而是通过空间换时间，比如下面这道题：
8.string的交换
使用swap函数完成两个string类的交换：
void swap (string& x, string& y);
void swap (string& str);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("hello");
string s2("CSDN");
//使用string类的成员函数swap交换s1和s2
s1.swap(s2);
cout << s1 << endl; //CSDN
cout << s2 << endl; //hello
//使用非成员函数swap交换s1和s2
swap(s1, s2);
cout << s1 << endl; //hello
cout << s2 << endl; //CSDN
return 0;
}
9.string的大小和容量
1、使用size函数或length函数获取当前有效字符的个数
size_t size() const;
size_t length() const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
cout << s.size() << endl; //4
cout << s.length() << endl; //4
return 0;
}
2、使用max_size函数获取string对象对多可包含的字符数
size_t max_size() const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
cout << s.max_size() << endl; //4294967294
return 0;
}
3、使用capacity函数获取当前对象所分配的存储空间的大小
size_t capacity() const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
cout << s.capacity() << endl; //15
return 0;
}
4、使用resize改变当前对象的有效字符的个数
void resize (size_t n);
void resize (size_t n, char c);
resize规则：
1、当n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符为c，若c未给出，则默认为’\0’。
2、当n小于对象当前的size时，将size缩小到n。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("CSDN");
//resize(n)n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符默认为'\0'
s1.resize(20);
cout << s1 << endl; //CSDN
cout << s1.size() << endl; //20
cout << s1.capacity() << endl; //31
string s2("CSDN");
//resize(n, char)n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符为char
s2.resize(20, 'x');
cout << s2 << endl; //CSDNxxxxxxxxxxxxxxxx
cout << s2.size() << endl; //20
cout << s2.capacity() << endl; //31
string s3("CSDN");
//resize(n)n小于对象当前的size时，将size缩小到n
s3.resize(2);
cout << s3 << endl; //CS
cout << s3.size() << endl; //2
cout << s3.capacity() << endl; //15
return 0;
}
注意：若给出的n大于对象当前的capacity，则capacity也会根据自己的增长规则进行扩大->进行开空间+初始化
5、使用reserve改变当前对象的容量大小
void reserve (size_t n = 0);
reserve规则：
1、当n大于对象当前的capacity时，将capacity扩大到n或大于n。
2、当n小于对象当前的capacity时，什么也不做。
注意：如果使用clear()清理了数据，会缩容，反之不会缩容；但不建议缩容，否则时间换空间(开辟小空间、拷贝、释放之前的大空间)->不值得
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
cout << s << endl; //CSDN
cout << s.size() << endl; //4
cout << s.capacity() << endl; //15
//reverse(n)当n大于对象当前的capacity时，将当前对象的capacity扩大为n或大于n
s.reserve(20);
cout << s << endl; //CDSN
cout << s.size() << endl; //4
cout << s.capacity() << endl; //31
//reverse(n)当n小于对象当前的capacity时，什么也不做
s.reserve(2);
cout << s << endl; //CDSN
cout << s.size() << endl; //4
cout << s.capacity() << endl; //31
return 0;
}
注意：此函数对字符串的size没有影响，并且无法更改其内容。只进行开空间->减少消耗，提高效率
6、使用clear删除对象的内容，删除后对象变为空字符串
void clear();
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
//clear()删除对象的内容，该对象将变为空字符串
s.clear();
cout << s << endl; //空字符串
return 0;
}
7、使用empty判断对象是否为空
bool empty() const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
cout << s.empty() << endl; //0
//clear()删除对象的内容，该对象将变为空字符串
s.clear();
cout << s.empty() << endl; //1
return 0;
}
10.string中元素的访问
1、[ ]+下标
因为string类对[ ]运算符进行了重载，所以我们可以直接使用[ ]+下标访问对象中的元素。并且该重载使用的是引用返回，所以我们可以通过[ ]+下标修改对应位置的元素。
char& operator[] (size_t pos);
const char& operator[] (size_t pos) const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
//[]+下标访问对象元素
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
cout << s[i];
}
cout << endl;
//[]+下标修改对象元素内容
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
s[i] = 'x';
}
cout << s << endl; //xxxx
return 0;
}
2、使用at访问对象中的元素
因为at函数也是使用的引用返回，所以我们也可以通过at函数修改对应位置的元素。
char& at (size_t pos);
const char& at (size_t pos) const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
//at(pos)访问pos位置的元素
cout << s.at(i);
}
cout << endl;
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
//at(pos)访问pos位置的元素，并对其进行修改
s.at(i) = 'x';
}
cout << s << endl; //xxxx
return 0;
}
3、使用范围for访问对象中的元素
需要特别注意的是：若是需要通过范围for修改对象的元素，则用于接收元素的变量e的类型必须是引用类型，否则e只是对象元素的拷贝，对e的修改不会影响到对象的元素。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
//使用范围for访问对象元素
for (auto e : s)
{
cout << e;
}
cout << endl; //CSDN
//使用范围for访问对象元素，并对其进行修改
for (auto& e : s) //需要修改对象的元素，e必须是引用类型
{
e = 'x';
}
cout << s << endl; //xxxx
return 0;
}
其实，范围for的底层就是迭代器
4、使用迭代器访问对象中的元素
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("CSDN");
//使用迭代器访问对象元素
string::iterator it1 = s.begin();
while (it1 != s.end())
{
cout << *it1;
it1++;
}
cout << endl; //CSDN
//使用迭代器访问对象元素，并对其进行修改
string::iterator it2 = s.begin();
while (it2 != s.end())
{
*it2 += 1;
it2++;
}
cout << s << endl; //DTEO
return 0;
}
11.string中运算符的使用
1、operator=
string类中对=运算符进行了重载，重载后的=运算符支持string类的赋值、字符串的赋值以及字符的赋值。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1;
string s2("CSDN");
//支持string类的赋值
s1 = s2;
cout << s1 << endl; //CSDN
//支持字符串的赋值
s1 = "hello";
cout << s1 << endl; //hello
//支持字符的赋值
s1 = 'x';
cout << s1 << endl; //x
return 0;
}
2、operator+=
string类中对+=运算符进行了重载，重载后的+=运算符支持string类的复合赋值、字符串的复合赋值以及字符复合的赋值。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1;
string s2("hello");
//支持string类的复合赋值
s1 += s2;
cout << s1 << endl; //hello
//支持字符串的复合赋值
s1 += " CSDN";
cout << s1 << endl; //hello CSDN
//支持字符的复合赋值
s1 += '!';
cout << s1 << endl; //hello CSDN!
return 0;
}
其实，operator+=的底层就是调用的push_back和append
3、operator+
string类中对+运算符进行了重载，重载后的+运算符支持以下几种类型的操作：
string类 + string类
string类 + 字符串
字符串 + string类
string类 + 字符
字符 + string类
它们相加后均返回一个string类对象。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
string s1("super");
string s2("man");
char str[] = "woman";
char ch = '!';
//string类 + string类
s = s1 + s2;
cout << s << endl; //superman
//string类 + 字符串
s = s1 + str;
cout << s << endl; //superwoman
//字符串 + string类
s = str + s1;
cout << s << endl; //womansuper
//string类 + 字符
s = s1 + ch;
cout << s << endl; //super!
//字符 + string类
s = ch + s1;
cout << s << endl; //!super
return 0;
}
4、operator>> 和 operator<<
string类中也对>>和<<运算符进行了重载，这就是为什么我们可以直接使用>>和<<对string类进行输入和输出的原因。
istream& operator>> (istream& is, string& str);
ostream& operator<< (ostream& os, const string& str);
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
cin >> s; //输入
cout << s << endl; //输出
return 0;
}
5、!=、<、<=、>等
string类中还对一系列关系运算符进行了重载，它们分别是==、!=、<、<=、>、>=。重载后的关系运算符支持string类和string类之间的关系比较、string类和字符串之间的关系比较、字符串和string类之间的关系比较。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("abcd");
string s2("abde");
cout << (s1 > s2) << endl; //0
cout << (s1 < s2) << endl; //1
cout << (s1 == s2) << endl; //0
return 0;
}
注意：这些重载的关系比较运算符所比较的都是对应字符的ASCII码值。
12.string中与迭代器相关的函数
1、与正向迭代器相关的函数
begin函数：返回一个指向字符串第一个字符的迭代器。
函数原型：
iterator begin();
const_iterator begin() const;
end函数：返回一个指向字符串结束字符的迭代器，即’\0’。
函数原型：
iterator end();
const_iterator end() const;
使用示例：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("hello");
//正向迭代器
string::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it;
it++;
}
cout << endl; //hello
return 0;
}
2、与反向迭代器相关的函数
rbegin函数：返回指向字符串最后一个字符的反向迭代器。
函数原型：
reverse_iterator rbegin();
const_reverse_iterator rbegin() const;
rend函数：返回指向字符串第一个字符前面的理论元素的反向迭代器。
函数原型：
reverse_iterator rend();
const_reverse_iterator rend() const;
使用示例：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("hello");
//反向迭代器
string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
while (rit != s.rend())
{
cout << *rit;
rit++;
}
cout << endl; //olleh
return 0;
}
13.string与字符串之间的转换
1、将字符串转换为string
将字符串转换为string很简单，在前面讲string的定义方式时就有说到。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
//方式一
string s1("hello world");
//方式二
char str[] = "hello world";
string s2(str);
cout << s1 << endl; //hello world
cout << s2 << endl; //hello world
return 0;
}
2、使用c_str或data将string转换为字符串
const char* c_str() const;
const char* data() const;
区别：
在C++98中，c_str()返回 const char* 类型，返回的字符串会以空字符结尾。
在C++98中，data()返回 const char* 类型，返回的字符串不以空字符结尾。
但是在C++11版本中，c_str()与data()用法相同。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("hello world ");
const char* str1 = s.data();
const char* str2 = s.c_str();
cout << str1 << endl;
cout << str2 << endl;
return 0;
}
兼容C语言，相互配合：
C语言与C++中字符串读取结束的区别：
14.string中子字符串的提取
1、使用substr函数提取string中的子字符串
string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string ur1 = "https://cplusplus.com/reference/string/string/";
size_t pos1 = ur1.find("://");
string protocol;//协议
if (pos1 != string::npos)//找到了
{
protocol = ur1.substr(0, pos1);//substr(pos, n)提取pos位置开始的n个字符序列作为返回值
}
cout << protocol << endl;
string domain;//域名
string uri;//资源名
size_t pos2 = ur1.find("/", pos1 + 3);
if (pos1 != string::npos)//找到了
{
domain = ur1.substr(pos1 + 3, pos2 - (pos1 + 3));
uri = ur1.substr(pos2 + 1);
}
cout << domain << endl;
cout << uri << endl;
return 0;
}
2、使用copy函数将string的子字符串复制到字符数组中
size_t copy (char* s, size_t len, size_t pos = 0) const;
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s("abcdef");
char str[20];
//copy(str, n, pos)复制pos位置开始的n个字符到str字符串
size_t length = s.copy(str, 4, 2);
//copy函数不会在复制内容的末尾附加'\0'，需要手动加
str[length] = '\0';
cout << str << endl; //dcef
return 0;
}
15.string中的getline函数
在使用>>进行输入操作时，当>>读取到空格便会停止读取，基于此，我们将不能用>>将一串含有空格的字符串读入到string对象中。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
cin >> s; //输入：hello CSDN
cout << s << endl; //输出：hello
return 0;
}
这时，我们就需要用getline函数完成一串含有空格的字符串的读取操作了。
用法一：
istream& getline (istream& is, string& str);
getline函数将从is中提取到的字符存储到str中，直到读取到换行符’\n’为止。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
getline(cin, s); //输入：hello CSDN
cout << s << endl; //输出：hello CSDN
return 0;
}
用法二：
istream& getline (istream& is, string& str, char delim);
getline函数将从is中提取到的字符存储到str中，直到读取到分隔符delim或换行符’\n’为止。
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
getline(cin, s, 'D'); //输入：hello CSDN
cout << s << endl; //输出：hello CS
return 0;
}
16.总结：
今天我们认识并具体学习了STL中string类，开启了STL学习的大门。接下来，我们将进行STL中string类的模拟实现。希望我的文章和讲解能对大家的学习提供一些帮助。
当然，本文仍有许多不足之处，欢迎各位小伙伴们随时私信交流、批评指正！我们下期见~
