STL简介

STL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由六大组件构成：仿函数、算法、迭代器、空间配置器、容器和配接器。

其中各种容器可以很大帮助的提升我们编写程序的效率，后续都会一一介绍，今天我们就先拿！string来小试牛刀，用上了它，我们就能对字符串的操作更加行云流水。

string使用

注意：string诞生于STL之前，所以会存在接口冗余的现象，本文介绍的是string的部分常用接口，大佬们想了解更多关于string类的细节，请前往官方文档（点击跳转）查阅

1. 构造函数

注意：string包含于iostream头文件中，使用时还需展开std命名空间

1.1 默认(无参)构造函数

int main()
{
	string s; //调用默认构造函数，只包含'\0'
	return 0;
}

调用默认构造函数时，默认将对象初始化为只包含 '\0' 的空串

1.2 带参构造函数

我们可以自己指定string对象中的内容

int main()
{
	string s1("happy"); //带参构造函数，指定字符串+'\0'，下同
	string s2 = "happy";
	string s3(12, 'c'); //构造12个c
	return 0;
}

1.3 拷贝构造

int main()
{
	string s1("happy");
	string s2 = "happy";

	string s3(s1); //拷贝构造，下同
	string s4 = s1;
	return 0;
}

2. 容量操作

string类中包含容量、长度、字符指针等，我们可以将其看作一个存放字符的顺序表来处理

2.1 获取数据

c_str() 接口：获取string对象中指向字符串的指针，当指针指向对象为常量字符串时，编译器会直接打印内容

int main()
{
	string s1("hello");
	string s2 = "happy";
	//指针指向常量字符串时编译器直接打印
	cout << s1.c_str() << endl; //获取对象s1中的字符串指针
	cout << (void*)s2.c_str() << endl; //非常量字符指针
	return 0;
}

capacity()接口和size()接口：获取string对象的容量和大小

int main()
{
	string s(88, 'j');
	cout << "capacity: " << s.capacity() << endl;
	cout << "size: " << s.size() << endl;
	return 0;
}

2.2 空间扩容

new出来的空间不支持使用relloc直接扩容，而需要使用专门的接口来扩容

reserve()接口：实现string对象异地扩容

int main()
{
	string s(12, 's'); //初始容量为12
	cout << "capacity: " << s.capacity() << endl;

	s.reserve(24); //扩容为24
	cout << "capacity: " << s.capacity() << endl;
	return 0;
}

如果我们不手动扩容，string 也会在识别到容量不够时，自动扩容

VS下string 的扩容规则

默认给一个大小为15的数组存储数据，当数组够用时，都是用的数组
当数组容量不够时，改用指针，先2倍扩容至30，后续字符都是存在指针中，之后每次扩容，都是1.5倍扩容
会多开辟一些空间

Linux下string 的扩容规则

默认大小为0的空间
当第一次扩容时，会先扩至1，之后每次都是2倍扩容
不会多开空间

注意：频繁的扩容会导致内存碎片问题，我们在使用string时，可以先提前计算好大致需要的空间，使用reserve提前进行扩容，来避免此问题

2.3 长度调整

size()接口：改变string对象的长度

int main()
{
	string s(24, 'a'); //初始size = 24
	cout << "size: " << s.size() << endl;

	s.resize(12); //改变size为12
	//s.resize(36, 'b'); //改变后12块空间为b
	cout << "size: " << s.size() << endl;
	return 0;
}

resize()接口的两种情况：

如果调整后空间比原空间大，就相当于扩容，resize() 还有初始化的功能，可以将第二个参数设置为指定字符，如果没有指定就默认为 \0，如以上示例。
如果调整后空间比原空间小，此时将会size调整至目标空间，而capapcity不会改变，此时我们无法访问到size之外的数据

resize() 并不会达到缩容的效果，因为缩容的代价比较大，需要先开辟新空间，然后拷贝，释放原空间，因此 resize() 在处理时，若新空间比原空间小，不会改变capaciy

3. 字符串遍历

string字符串的遍历主要有三种方式：下标访问[]、at()、迭代器访问

3.1 下标访问

下标访问的原理就是运算符重载operator[]

int main()
{
	string s("hello sakura!");
	size_t pos = 0;
	while (pos < s.size())
	{
		cout << s[pos++]; //hellosakura
	}
	return 0;
}

at()访问字符串

int main()
{
	string s("hello sakura!");
	size_t pos = 0;
	while (pos < s.size())
	{
		cout << s.at(pos++);
	}
	return 0;
}

这里的运行结果和上面使用下标访问时一致的，二者实现的原理一样，区别是当出现越界访问时，at()会抛异常，而下标访问会通过assert报错

3.2 迭代器

迭代器遍历iterator字符串

使用begin()获取第一个字符，end()获取最后一个字符的下一个字符即'\0'

int main()
{
	string s("hello world!");
	string::iterator it = s.begin(); //此时it相当于指向第一个字符的指针
	//auto it = s.begin(); //也可以用auto自动类型识别
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it;
		it++;
	}
	return 0;
}

除了可以使用iterator进行正向遍历外，还可以使用reverse_iterator进行反向遍历

rbegin() 获取最后一个字符，rend() 获取第一个字符的前一个字符

int main()
{
	string s("hello world!");
	string::reverse_iterator rit = s.rbegin(); //此时rit相当于指向最后一个字符的指针
	while (rit != s.rend())
	{
		cout << *rit;
		rit++;
	}
	return 0;
}

除了上面两种普通迭代器外，还有两个 const 修饰的迭代器，用来遍历常量字符串

const_iterator正向遍历常量字符串
const_reverse_iterator反向遍历常量字符串

注意：

迭代器遍历的区间都是左闭右开的
迭代器名中的 const 并不是 const 操作符，而是与普通迭代器构成重载
迭代器不适合用来遍历顺序表，适合遍历链表
范围for的底层就是调用迭代器遍历

4. 字符串修改

4.1 尾插字符/字符串

对于尾插字符/字符串，string提供了三种方式：

首先是push_back()：尾插字符

int main()
{
	string s = "happ";
    cout << s << endl;
	//尾插字符
	s.push_back('y');
	cout << s << endl;
	return 0;
}

push_back()类似顺序表尾插，一次只能插入一个字符

第二种是append()：尾插字符字符串

int main()
{
	string s = "happy";
	cout << s << endl;
	//尾插字符/字符串
	s.append(2, 'aa'); //插入两个a
	s.append(" cjc"); //插入字符串
	cout << s << endl;
	return 0;
}

第三种是operator+=：尾插字符/字符串

int main()
{
	string s = "happy";
	cout << s << endl;	
	//尾插字符/字符串
	s += 'c';
	s += "jc";
	cout << s << endl;

	return 0;
}

在日常使用中operator+=是使用频率最高，最方便的

4.2 任意位置插入字符/字符串

insert()接口：支持在string对象任意位置插入字符/字符串

int main()
{
	string s("xxxxxx");
	cout << s << endl; //xxxxxx
	s.insert(2, 1, 'c'); //在第2个位置插入1个c
	s.insert(3, "jc"); //在第3个位置插入字符串jc
	cout << s << endl; //xxxcjcxxx
	return 0;
}

4.3 任意位置删除字符/字符串

erase()接口：支持在string对象任意位置删除字符/字符串

int main()
{
	string s("happynewyear");
	cout << s << endl;
	s.erase(5, 1); //从第5个位置开始删除1个字符
	cout << s << endl;
	s.erase(5, 2); //从第5个位置开始删除2个字符
	cout << s << endl;
	s.erase(); //默认全部删除
	cout << s << endl; //空串
	return 0;
}

erase() 是一个全缺省参数，第一个参数为0，表示默认从pos[0]开始，第二个参数为npos，这是无符号整型中的-1，为无符号整型最大值，意思是如果不写第二个参数，默认就全部删除

4.4 查找字符/字符串位置

find()接口：查找string对象中指定字符/字符串的位置

int main()
{
	//返回的是目标字符/字符串第一次出现的下标
	string s("happycjchappy");
	//找字符c，默认从pos0位置开始找
	cout << s.find('c') << endl;
	//找字符串ha
	cout << s.find("ha") << endl;
	//找字符串ha，从pos3位置开始找
	cout << s.find("ha", 3) << endl;
	//没找到的情况
	cout << s.find("bb") << endl; //返回npos
	return 0;
}

find返回的是目标字符/字符串第一次出现的下标，这里可以看到，当目标不存在时，返回的就是 npos

find()还有另外几种使用方式：

rfind()从后往前找
find_first_of(str, pos = 0)从pos位置往后，找str中出现的任意字符
find_last_of(str, pos = npos)从npos位置往前，找str中出现的任意字符
find_first_not_of()反向查找
find_last_not_of()反向查找

4.5 截取字符串

substr()接口：截取string对象中的目标字符串

int main()
{
	string s("happy new year");
	cout << s.substr(s.find('n'), 3) << endl;
	return 0;
}

5. 非成员函数

string中还有很多定义在类外的非成员函数

5.1 流操作

可以直接对string对象进行流插入operator<<和流提取operator>>

int main()
{
	string s;
	cin >> s;
	cout << s;
	return 0;
}

5.2 获取字符串

当输入的字符串中包含 ' '（空格）时，cin 会认为这是结束标志，而不再继续读取字符，因此单纯的流插入是无法满足字符串插入需要的，为此string专门的函数获取字符串的接口getline()

int main()
{
	string s;
	getline(cin, s);
	cout << s;
	return 0;
}

5.3 比较函数

string类中的比较函数特别冗余，饱受吐槽，友友们需要时可以到官方文档查阅

C++【STL】之string的使用，到这里就介绍结束了，本篇文章对你由帮助的话，期待大佬们的三连，你们的支持是我最大的动力！

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C++【STL】之string的使用