文章目录
- 1.为什么学习string类?
- 1.1 C语言中的字符串
- OJ题目1:字符串相加
- 2.标准库中的string类
- 2.1 string类(了解)
- 总结:
- 2.2 string类的常用接口说明
- 1. string类对象的常见构造
- 2.string类对象的容量操作
- max_size
- reserve和resize
- 3. string类对象的访问及遍历操作
- 4. string类对象的修改操作
- erase
- insert
- operator +=
- c_str
- **find和rfind**
- 取出文件名的后缀
- 取出网址的域名和协议名
- getline
- 5. string类非成员函数
1.为什么学习string类?
1.1 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,
//char ascll编码
//如何显示中文?日文?其他国家的文字计算机如何存储?
//使用unicode utf-8 utf-16 utf-32 gbk->针对中文的
int main()
{
char c1 = 'a';
char c2 = 97;
cout << c1 << endl;//a
cout << c2 << endl;//a
char str1[] = "中国";
cout << strlen(str1) << endl;//4 用两个字符编码一个汉字
str1[3] = -7;
cout << str1 << endl;//中郭
str1[3] = -8;
cout << str1 << endl;//中躬
str1[3] = -5;
cout << str1 << endl;//中果
//从上面可以看出,把两个同音的汉字放在同一个范围内
wchar_t wch;//宽字节,2Byte,能更好的表示Unicode等编码
char ch;
cout << sizeof(wch) << endl;//2
cout << sizeof(ch) << endl;//1
return 0;
}
OJ题目1:字符串相加
415. 字符串相加 - 力扣(LeetCode) (leetcode-cn.com)
class Solution {
public:
string addStrings(string num1, string num2) {
int carry = 0;//进位信息, 0/1
int n1 = num1.size()-1;
int n2 = num2.size()-1;
//从后往前相加
//如果有进位信息||其中一个字符串没有结束都继续加
string ans ;
while(carry || n1>=0 || n2>=0)
{
int sum = 0;//每一轮重新置0
if(n1>=0)
sum += num1[n1--] - '0';
if(n2>=0)
sum += num2[n2--] - '0';
sum += carry;
//处理进位信息
carry = sum>=10 ? 1 : 0;
ans.push_back(sum%10 + '0');
}
reverse(ans.begin(),ans.end());//翻转字符串
return ans;
}
};
2.标准库中的string类
2.1 string类(了解)
文档介绍:string - C++ Reference (cplusplus.com)
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- 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:
1.string是表示字符串的字符串类
2.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,
3.string在底层实际是:basic_string模板类的别名,typedef basic_string<char, char_traits, allocator>
string;
4.不能操作多字节或者变长字符的序列,在使用string类时,必须包含#include头文件以及using namespace std;
2.2 string类的常用接口说明
1. string类对象的常见构造
string::string - C++ Reference (cplusplus.com)
(constructor)函数名称 | 功能说明 |
---|---|
string() (重点) | 构造空的string类对象,即空字符串 |
string(const char s) (重点)* | 用C-string来构造string类对象 |
string(size_t n, char c) | string类对象中包含n个字符c |
string(const string&s) (重点) | 拷贝构造函数 |
//构造函数测试
void Teststring1()
{
string s1; // 无参构造 构造空的string类对象s1
string s2("hello Mango"); // 用C格式字符串构造string类对象s2
string s3(s2); // 拷贝构造s3
string s4 = "hello Mango";//等价于s2的构造方式,本质是先构造"hello bit"这个临时对象,然后用这个临时对象拷贝构造s4,只是编译器做了优化,直接拿这个字符串构造s4
string s5(s4, 3, string::npos);//从下标为3的开始截取到npos位置->截取到s4字符串结尾位置
cout << s5 << endl;
const char* url = "https://www.cplusplus.com/reference/string/string/string/";
string s6(url, 4);//取出前4个字符
cout << s6 << endl;
string s7(10, 'x');//10个x字符
cout << s7 << endl;
s7 = s2;//拷贝构造
cout << s7 << endl;
}
string类对象支持使用cin和cout进行输入输出,本质是因为string类重载了>>
和<<
操作符
关于npos:
npos
是string的一个静态成员变量,其值如上图
2.string类对象的容量操作
(constructor)函数名称 | 功能说明 |
---|---|
size(重点)string::size - C++ Reference (cplusplus.com) | 返回字符串有效字符长度 |
lengthstring::length - C++ Reference (cplusplus.com) | 返回字符串有效字符长度 |
capacitystring::length - C++ Reference (cplusplus.com) | 返回空间总大小 |
empty (重点)string::empty - C++ Reference (cplusplus.com) | 检测字符串释放为空串,是返回true,否则返回false |
clear (重点)string::clear - C++ Reference (cplusplus.com) | 清空有效字符 |
reserve (重点)string::clear - C++ Reference (cplusplus.com) | 为字符串预留空间 |
resize (重点)string::resize - C++ Reference (cplusplus.com) | 将有效字符的个数该成n个,多出的空间用字符c填充 |
Test1
// size/clear/resize
void Teststring1()
{
// 注意:string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
string s("hello, Man!!!");
cout << s.size() << endl;//13
cout << s.length() << endl;//13
cout << s.capacity() << endl;//15
cout << s <<endl;//hello, Man!!!
// 将s中的字符串清空,注意清空时只是将size清0,不改变底层空间的大小
s.clear();
cout << s.size() << endl;//0
cout << s.capacity() << endl;//15
// 将s中有效字符个数增加到10个,多出位置用'a'进行填充
// “aaaaaaaaaa”
s.resize(10, 'a');
cout << s.size() << endl;//10
cout << s.capacity() << endl;//15
// 将s中有效字符个数增加到15个,多出位置用缺省值'\0'进行填充
// "aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0"
// 注意此时s中有效字符个数已经增加到15个
s.resize(15);
cout << s.size() << endl;//15
cout << s.capacity() << endl;//15
cout << s << endl;//aaaaaaaaaa
// 将s中有效字符个数缩小到5个
s.resize(5);
cout << s.size() << endl;//5
cout << s.capacity() << endl;//15
cout << s << endl;//aaaaa
}
Test2
void Teststring2()
{
string s;
// 测试reserve是否会改变string中有效元素个数
s.reserve(100);
cout << s.size() << endl;//0
cout << s.capacity() << endl;//111
// 测试reserve参数小于string的底层空间大小时,是否会将空间缩小
s.reserve(50);
cout << s.size() << endl;//0
cout << s.capacity() << endl;//111
}
Test3
// 利用reserve提高插入数据的效率,避免增容带来的开销
void TestPushBack()
{
string s;
size_t sz = s.capacity();
cout << "making s grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
s.push_back('c');
if (sz != s.capacity())
{
sz = s.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}
Test4
void TestPushBackReserve()
{
string s;
s.reserve(100);
size_t sz = s.capacity();
cout << "making s grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
s.push_back('c');
if (sz != s.capacity())
{
sz = s.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}
max_size
reserve和resize
resize会改变size和capacity (size:代表的是当前的数据个数) reserve:改变capacity 不改变size
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,即:size =0,capacity不变
- 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)用默认值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,
不同平台的增容方式不同
对于上述测试增容的代码:在Linux和VS下是不一样的
3. string类对象的访问及遍历操作
(constructor)函数名称 | 功能说明 |
---|---|
operator[] (重点)[string::operator] - C++ Reference (cplusplus.com) | 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 |
Test1 []的访问
void Teststring()
{
string s1("hello Bit");
const string s2("Hello Bit");
cout<<s1<<" "<<s2<<endl;
cout<<s1[0]<<" "<<s2[0]<<endl;
s1[0] = 'H';
cout<<s1<<endl;
// s2[0] = 'h'; 代码编译失败,因为const类型对象不能修改
}
普通对象:可读可写 const对象:不能修改!只可读
Test2 三种遍历方式
注意:size和length接口函数功能一致!返回的是字符串的长度,返回类型是size_t类型
void Teststring()
{
string s("hello Bit");
// 3种遍历方式:
// 需要注意的以下三种方式除了遍历string对象,还可以遍历是修改string中的字符,
// 另外以下三种方式对于string而言,第一种使用最多
// 1. 下标+operator[]
for(size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
cout<<s[i]<<endl;
// 2.迭代器 ->string的迭代器类似指针 元素位于:[begin,end)
//s.end()是最后一个元素的下一个位置
string::iterator it = s.begin();
while(it != s.end())
{
cout<<*it<<endl;
++it;
}
//反向迭代器 [rbegin,rend)
string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
while(rit != s.rend())
cout<<*rit<<endl;
// 3.范围for
for(auto ch : s)
cout<<ch<<endl;
}
关于迭代器
在string类中,本质是一个指针
[begin(),end()) end()返回的不是最后一个数据位置的迭代器,返回的是最后一个位置的下一个位置,也要注意的是:C++中凡是给迭代器一般都是左闭右开的区间.
-
迭代器的意义:像string和vector支持[]遍历,但是list和map等容器不支持[]遍历,我们就要用迭代器遍历,所以迭代器是一种统一使用的方式
-
关于反向迭代器:
对于普通对象:正向迭代器和反向迭代器都是可读可写 const对象:使用const迭代器,
关于范围for
for(auto x:s){} //自动推导x的类型
c++11提供范围for,特点:写起来更简洁,依次取容器中的数据,赋值给x,自动判断结束
如果要修改s里面的值,需要传引用:auto&, 为了减少拷贝也可以传引用,如果不修改原对象,还可以加const修饰
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+= (重点) | 在字符串后追加字符串str |
c_str(重点) | 返回C格式字符串 |
find + npos(重点) | 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 |
Test
void Teststring()
{
string str;
//尾插
str.push_back(' '); // 在str后插入空格
//插入字符串
str.append("hello"); // 在str后追加一个字符"hello"
string s2("????");
//append一个对象
str.append(s2); //str.append(s2.begin(),s2.end())也可以
//实际中最喜欢使用+=
str += 'M'; // 在str后追加一个字符‘M'
str += "ango"; // 在str后追加一个字符串"ango"
cout<<str<<endl;
cout<<str.c_str()<<endl; // 以C语言的方式打印字符串
// 获取file的后缀
string file("string.cpp");
size_t pos = file.rfind('.');
string suffix(file.substr(pos, file.size()-pos));
cout << suffix << endl;
// npos是string里面的一个静态成员变量
// static const size_t npos = -1;
// 取出url中的域名
string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
cout << url << endl;
size_t start = url.find("://");
if (start == string::npos)
{
cout << "invalid url" << endl;
return;
}
start += 3;
size_t finish = url.find('/', start);
string address = url.substr(start, finish - start);
cout << address << endl;
// 删除url的协议前缀
pos = url.find("://");
url.erase(0, pos+3);
cout<<url<<endl;
}
erase
insert
作用:在某个位置插入字符串->不能插入字符
尽量少用insert:因为底层实现是数组,头部或者中间插入需要挪动数据
operator +=
可以尾插 :字符 字符串 string对象
c_str
获取c形式的字符串 ->返回const char*
有时候可能需要使用C语言中的字符串操作函数处理字符串呢 所以就需要将string对象转换成c语言的格式
比如:string s(“1234”);
现在要把这个字符串转换为整形数字 一种方式就是调用atoi 但是atoi是C语言标准库中的函数 那使用的时候就需要把string对象s转换成C的格式 即:atoi(s.c_str());
find和rfind
可以找字符,也可以找字符串,找到了就返回第一次出现该字符/字符串的位置 ,找不到就返回npos(42亿多)
取出文件名的后缀
以.作为分割,找出字符.所处的位置,然后取出后面的内容
int main()
{
//假设要求取出文件名的后缀
string filename = "test.txt.zip";
size_t pos = filename.find('.');//此处找字符串"."也可以正确找出
if (pos != string::npos)
{
//说明找到了,然后取出后缀
//写法1:直接从原对象拷贝构造出后缀部分
//从pos位置开始拷贝,拷贝filename.size() - pos个
string suff(filename,pos, filename.size() - pos);//size()返回的是最后一个位置的下一个位置,\0位置
//写法2:第三个参数给默认参数npos,直接从pos位置拷贝到结束
string suff2(filename, pos);
//写法3:切割substr 截取从pos位置开始的后面的字符,同样也有两种写法
string suff3 = filename.substr(pos, filename.size() - pos);//直接算出截取多少个字符
string suff4 = filename.substr(pos);//直接从pos位置拷贝到结束
cout << suff << endl;
cout << suff2 << endl;
cout << suff3<< endl;
cout << suff4 << endl;
}
}
如果只想要.zip ->可以从后往前找
int main()
{
//假设要求取出文件名的后缀
string filename = "test.txt.zip";
size_t pos = filename.rfind(".");
if (pos != string::npos)
{
//说明找到了,然后取出后缀
// 截取的思路
//写法1:string suff(filename, pos, filename.size() - pos);
//写法2:string suff(filename, pos);
//切割的思路:
//写法3:string suff = filename.substr(pos,filename.size()-pos);
//写法4:
string suff = filename.substr(pos);
cout << suff << endl;//.zip
}
}
取出网址的域名和协议名
取出协议名
返回的是临时对象,所以不能用引用返回!
//取出协议名
// ://前面的就是协议名
string GetProtocol(const string& url)
{
size_t pos = url.find("://"); //找字符串,找到了就返回字符:所在位置
if (pos != string::npos)
{
//返回[0,pos]位置的字符
return url.substr(0, pos);
}
else
{
//没有协议名->返回空串
//方法1:
//string s; return s;
//方法2:
return string();//返回匿名对象
}
}
取出域名
先找到域名的起始位置 -> 找到 :\\位置 ->pos为:位置 ,pos+3就是域名的起始位置 , 域名:在/前面的字符串
返回的是临时对象,所以不能用引用返回!
//取出域名
string GetDomain(const string& url)
{
size_t pos = url.find("://");//从0位置开始找
if (pos != string::npos)
{
size_t start = pos + 3;
size_t end = url.find('/',start);//从start位置开始找,第二个参数如果不给,就是从0位置开始找
if (end != string::npos)
{
//找到了
return url.substr(start, end - start);//取[start,end-start)的字符串
}
else
{
//找不到,返回空匿名对象
return string();
}
}
else
{
//找不到,返回空匿名对象
return string();
}
}
取出协议名
//取出协议名 .//前面的就是协议名
string GetProtocol(const string& url)
{
size_t pos = url.find("://");
if (pos != string::npos)
{
return url.substr(0, pos);//取[0,pos)的字符串
}
else
{
//没有协议名->返回空串
//方法1:
//string s; return s;
//方法2:
return string();//返回匿名对象
}
}
getline
-
cin和scanf 遇到空格/换行就停止了
-
scanf和cin连续输入多个数,使用空格或者换行间隔
getline遇到空格不停止,换行才停止
注意:
- 在string尾部追加字符时,s.push_back© / 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,
- 对string操作时,如果能够大概预估到放多少字符,可以先通过reserve把空间预留好,
5. string类非成员函数
(constructor)函数名称 | 功能说明 |
---|---|
operator+ | 尽量少用,因为传值返回,导致深拷贝效率低 |
operator>> (重点) | 输入运算符重载 |
operator<< (重点) | 输出运算符重载 |
getline (重点) | 获取一行字符串 |
relational operators (重点) | 大小比较— |