string的认识和使用

news2025/1/10 23:03:06

目录

 一、网站上查看string类

1.网站

2.网站上的string类

二、string类的成员函数

1.默认成员函数

（1）构造函数、拷贝构造函数和析构函数

（2）赋值运算符重载

（3）容量操作

（4）迭代器（iterator）

（5）元素访问

（6）修改操作

（7）其他成员函数

三、string类的非成员函数

 一、网站上查看string类

1.网站

还记得在C语言中我推荐的两个查看库函数的工具吗？其中一个是一个网站叫cplusplus；另一个是一个应用程序叫MSDN。自此我们在学习C++的过程中要经常用到cplusplus这个网站。

网址是：https://cplusplus.com

打开后是这样的，最近这个网站改版了，新版的网站不好用，我们可以点击右上角的[legacy version]切换到旧版本。

切换到旧版本

2.网站上的string类

我们可以在上面搜索string，得到这样的一个类

下面还有各种成员函数，也都给出了各自的使用方法。

二、string类的成员函数

1.默认成员函数

在成员函数的第一部分就是string的三个默认成员函数，从上到下为构造函数、拷贝构造函数、析构函数和赋值运算符重载

（1）构造函数、拷贝构造函数和析构函数

string的构造与拷贝构造函数有很多，常用的有以下四个：

string();——————不传参的默认构造，构造空string对象，即空字符串

string(const string& str);——————用一个string变量初始化另一个string变量

string(const char* s);——————用一个C语言字符串初始化一个string变量

string(size_t n, char c);——————用一个字符初始化一个string变量让其包含n个字符c

这是官方库中实现的构造函数，在网站上我们可以看到它们的参数和使用，每个接口的使用都有详细的解释。

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test()
{
    string s1;
    cout << s1 << endl;

    string s2("hello world");
    cout << s2 << endl;

    string s3(s2);
    cout << s3 << endl;

    string s4(10, 'x');
    cout << s4 << endl;
}

int main()
{
    test();
    return 0;
}

测试结果：

string类的底层组织形式与顺序表一样，由于析构函数不可重载的特性也只能有一个：~string()，负责释放字符串内容占用的空间。

（2）赋值运算符重载

string& operator= (const string& str);——————将str的内容赋值给左侧变量

string& operator= (const char* s);——————将字符串的内容赋值给左侧变量

string& operator= (char c);——————将字符赋值给左侧变量

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world");

    string s2;
    s2 = s1;
    cout << s2 << endl;

    string s3;
    s3 = "hello";
    cout << s3 << endl;

    string s4;
    s4 = 'x';
    cout << s4 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

（3）容量操作

容量操作包含以下内容，其中C++11标准中新出现的函数后面有标注

size_t size() const;——————返回string有效数据的长度

size_t length() const;——————返回string有效数据的长度

length和size在使用上没有区别，因为我们以后会知道STL的其他类和string是类似的，有些数据结构使用比如顺序表、链表为基础的类使用length表示元素个数更好理解，而对于书和图等数据结构使用size表示元素个数更好理解，所以这两个函数都被保留了下来。

size_t max_size() const;——————返回string可储存的字符串长度上限

就是无符号整形最大值，此接口在使用中没有意义

size_t capacity() const;——————返回开辟空间的大小

void reserve (size_t n = 0);——————如果n值大于当前的空间大小，便扩大空间到n个字符，小于则不做改变。但输入的改变后的空间大小不能小于字符串的长度

void clear();——————清除string的内容为空字符串，但不释放空间

bool empty() const;——————检测当前string是否是空字符串

void resize (size_t n, char c);——————改变空间大小，若新空间大于旧空间插入对应字符，小于则直接截断

void shrink_to_fit();——————将string的容量缩小到有效数据的大小

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world!");
    cout << "字符串长度：" << s1.size() << endl;
    cout << "空间可容纳元素的个数：" << s1.capacity() << endl;
    cout << "字符串空间最大值：" << s1.max_size() << endl;
    cout << "0为假，1为真：" <<s1.empty() << endl;

    s1.reserve(13);
    cout << "字符串长度：" << s1.size() << endl;
    cout << "空间可容纳元素的个数：" << s1.capacity() << endl;

    s1.reserve(18);
    cout << "字符串长度：" << s1.size() << endl;
    cout << "空间可容纳元素的个数：" << s1.capacity() << endl;

    s1.resize(20, 'x');
    cout << s1 << endl;

    s1.clear();
    cout << s1;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

（4）迭代器（iterator）

迭代器是一个类似于指针的东西，它的使用与指针非常类似。

我们看一段代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world!");//s1初始化为hello world
    string::iterator it = s1.begin();
    //it是string类的迭代器变量s1.begin()表示s1字符串内容的首个字符位置
    while (it != s1.end())//s1.end()表示s1内字符串的末尾位置的后一位    
    {
        printf("%c", *it);
        it++;
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

 这个程序可以遍历string字符串的每一个字符，也就相当于遍历数组的每个元素，迭代器可以像指针一样进行加减，也可以通过解引用得到相应内容。但为什么说迭代器是一个类似于指针的东西呢？因为在string类中的迭代器使用与指针相同，但是在STL的链表中也存在list的迭代器，链表在遍历的时候也可以用加一的形式找下一个元素位置，指针加一的遍历方式就不对了，所以说很像但不是。

我们主要学习两个迭代器：正向和反向迭代器

string的正向迭代器

iterator begin();——————string字符串的头，可读可写

const_iterator begin() const;——————string字符串的头，只读

iterator end();——————string字符串的尾，可读可写

const_iterator end() const;——————string字符串的尾，只读

string的反向迭代器

reverse_iterator rbegin();——————string字符串逆向的头，可读可写

const_reverse_iterator rbegin() const;——————string字符串逆向的头，只读

reverse_iterator rend();——————string字符串逆向后的尾，可读可写

const_reverse_iterator rend() const;——————string字符串逆向的尾，只读

所有迭代器的头都是正向或反向的首元素，尾都是尾元素的位置。

  • 创建迭代器对象it1时，必须指明是哪个类的正向或反向迭代器。
  • 使用类成员函数的begin获得数据当前顺序的起始位置。
  • 使用类成员函数的end获得数据当前顺序的结束位置。
  • 将迭代器解引用可访问字符串中的特定元素。

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world!");
    string::iterator it1 = s1.begin();
    while (it1 != s1.end())
    {
        printf("%c", *it1);
        it1++;
    }
    cout << endl;
    string::reverse_iterator it2 = s1.rbegin();
    while (it2 != s1.rend())
    {
        printf("%c", *it2);
        it2++;
    }
    cout << endl;
    string::iterator it3 = s1.begin();
    while (it3 != s1.end())
    {
        *it3 = 'x';
        it3++;
    }
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

 测试结果：

下面的cbegin、cend、crbegin、crend其实就是将只读的迭代器独立又实现了一遍，我们的使用中很少会用到它们。

（5）元素访问

operator[]——————直接重载[]使s[i]就可以直接访问对应下标元素，而且也加上了越界的检查，提高了程序的安全性。

char& operator[] (size_t pos);——————可读可写

const char& operator[] (size_t pos) const;——————只读

at函数——————与[]作用相同

char& at (size_t pos);——————可读可写

const char& at (size_t pos) const;——————只读

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world!");
    cout << s1[1] << endl;
    cout << s1.at(1) << endl;
    s1[1] = 'a';
    cout << s1 << endl;
    s1.at(1) = 'b';
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

（6）修改操作

operator+=—————不同数据的尾插，这个用的最多

string& operator+= (const string& str);——————尾插string变量

string& operator+= (const char* s);——————尾插字符串

string& operator+= (char c);——————尾插字符

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello");
    cout << s1 << endl;
    s1 += '_';
    cout << s1 << endl;
    string s2("wor");
    s1 += s2;
    cout << s1 << endl;
    s1 += "ld!";
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

string& append(const char* s)——————尾插多个多个字符，内部重载函数很多

assign——————将原本的内容删除然后放入相应数据

string& assign (size_t n, char c);——————将对象赋值为n个c字符

string& assign (size_t n, char c);——————将对象赋值为n个c字符

string& assign (size_t n, char c);——————将对象赋值为n个c字符

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("xxxxxxxxxxxxx");
    string s2("hello world!");
    s1.assign(s2);
    cout << s1 << endl;

    s1.assign("abcdef");
    cout << s1 << endl;

    s1.assign(5, 'x');
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

void push_back(char c);——————尾插一个字符

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world");
    cout << s1 << endl;
    s1.push_back('!');
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

insert——————在特定位置插入内容

string& insert (size_t pos, const string& str);——————在pos下标位置插入str变量的内容

string& insert (size_t pos, const char* s);——————在pos下标位置插入字符串

string& insert (size_t pos, size_t n, char c);——————在pos下标位置插入n个c字符

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("to ");
    cout << s1 << endl;

    string s2("Welcome ");
    s1.insert(0, s2);
    cout << s1 << endl;

    s1.insert(11, "Tianjin,");
    cout << s1 << endl;

    s1.insert(19, 5, 'x');
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

使用insert也能够实现头插，将指定位置的写为0即可，但是顺序表的头插需要移动数据，是一个O（N^2）的程序，效率低，所以能不用则不用。

erase——————清除内容

string& erase(size_t pos = 0; size_t len = npos);——————清除对应下标开始向后数n个字符，这两个参数都是缺省的，我们如果不输入pos，会默认从头开始删；如果我们不输入len，len就会被赋值为npos，也就是无符号整形的最大值。

npos是一个静态成员变量，是无符号整形的最大值

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("Welcome to Shanghai!");
    cout << s1 << endl;

    s1.erase(11, 9);
    cout << s1 << endl;

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

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

replace——————替换内容

string& replace (size_t pos, size_t len, const string& str);——————将长度为n的原字符串内容替换为str变量的内容

string& replace (size_t pos, size_t len, const char* s);——————将长度为n的原字符串内容替换为另一个字符串的内容

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("Welcome to Shanghai!");
    cout << s1 << endl;

    string s2("Tientsin");
    s1.replace(11, 8, s2);
    cout << s1 << endl;

    s1.replace(11, 8, "Tianjin");
    cout << s1 << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

（7）其他成员函数

const char* c_str() const;——————将string变量转换为C字符串返回

find——————在string变量中从头部开始找子串，pos是开始找字串的位置，返回第一次出现子串的头位置

size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;——————以string变量找子串

size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;——————以字符串找子串

rfind——————在string变量中从尾部开始找子串，pos是开始找字串的位置，返回第一次出现子串的头位置

size_t rfind (const string& str, size_t pos = npos) const;——————以string变量找子串

size_t rfind (const char* s, size_t pos = npos) const——————以字符串找子串

string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;——————取字符串pos下标开始的len个字符形成string对象，返回该对象。

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1("hello world1");
    char arr[20] = "hello world2";
    string s2("o");
    printf("%s\n", s1.c_str());
    printf("%d %d\n", s1.find("o"), s1.find(s2));
    printf("%d %d\n", s1.rfind("o"), s1.rfind(s2));
    cout << s1.substr(6, 5) << endl;
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

三、string类的非成员函数

除了流插入和流提取的重载，我还想讲以下getline和流插入重载的区别

流插入和流提取一个是输入一个是输出，流插入类似于C语言中的scanf，scanf读取到空字符就会直接结束；C语言中也提供了一个gets函数，这样就可以继续读取空字符了，同样string中的getline也是一个道理

测试代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void test2()
{
    string s1;
    cin >> s1;//我输入hello world
    cout << s1 << endl;//s1只读取到空格之前的部分，输出：hello

    string s2;
    getline(cin, s2);//getline可以读取空字符，将剩余的空格+world读取
    cout << s2 << endl;//输出： world
}

int main()
{
    test2();
    return 0;
}

测试结果：

string类历史悠久，在CTL出现之前string就已经存在了，所以它会有很多在我们看来重复冗余的内容，所以我们也可以在代码的使用过程中感受到C++的发展。

cplusplus网站上的string类：string - C++ Reference (cplusplus.com)

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