C++string类 浅析
C++string类 浅析前言
在C语言中，字符串是以’\0’结尾的字符的集合，为了操作方便，C标准库提供了一些str系列的库函数，但这些库函数与字符串是分离开的，不符合面向对象的编程思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能就会造成越界访问。所以，C++标准库中增加了string类。
一、string类简介
string类的简介：
string是表示字符串的字符串类。
该类的接口与常规容器接口基本相同，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, alloactor> string。
不能操作多字节或者变长字符的序列。
二、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 char* s) 用C-string来构造string对象
string(size_t n, char c) string类对象中包含n个字符c
string(const string& s) 拷贝构造函数
void test()
{
//构造空的string类对象
string s1;
//用C格式字符串构造string类对象
string s2("Hello world!");
//拷贝构造s3
string s3(s2);
}
2.string类对象的容量操作
函数名称 功能说明
size 返回字符串字符长度
length 返回字符串有效字符长度
capacity 返回空间总大小
empty 判断字符串是否为空串，是返回true，反之返回false
clear 清空有效字符
reserve 为字符串预留空间
resize 将有效字符个数改为n个，多出的空间用字符c填充
代码如下：
void test()
{
//构造空的string类对象
string s1;
//用C格式字符串构造string类对象
string s2("Hello world!");
//拷贝构造s3
string s3(s2);
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << "s2.length(): " << s2.length() << endl;
cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << endl;
cout << "s2.empty(): " << s2.empty() << endl;
cout << "s1.empty(): " << s1.empty() << endl;
cout << endl;
//将s2中有效字符清空，清空是只是将size清零，不改变底层空间大小
s2.clear();
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << endl;
cout << endl;
//将s2中的有效字符增加到10个，多出的位置用字符'a'填充
s2.resize(10, 'a');
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << s2 << endl << endl;
//将s2中有效字符个数增加到15个，多出的位置用缺省值'\0'进行填充。
s2.resize(15);
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << endl;
cout << s2 << endl << endl;
//将s2中有效字符个数缩小到5个
s2.resize(5);
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << endl;
cout << s2 << endl << endl;
}
结果如下：
要注意的是：reverse在缩小（指预留空间比原空间小）时不会改变原来有效字符个数以及底层空间大小，但是增大时会增大底层空间大小。
代码如下：
void test()
{
//构造空的string类对象
string s1;
//用C格式字符串构造string类对象
string s2("Hello world!");
//拷贝构造s3
string s3(s2);
//测试reverse是否会改变有效元素个数以及底层空间大小
cout << s3 << endl;
cout << "s3.size(): " << s3.size() << endl;
cout << "s3.capacity(): " << s3.capacity() << endl;
s3.reserve(25);
cout << s3 << endl;
cout << "s3.size(): " << s3.size() << endl;
cout << "s3.capacity(): " << s3.capacity() << endl;
}
结果如下：
同时，利用reverse可以提高插入数据的效率，避免增容带来的开销。
对于容量操作，要注意一下几点：
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。
三、string类对象的访问及遍历操作
函数名称 功能说明
operator[] 返回对应位置字符，const string类对象调用
begin + end begin获取一个字符迭代器，end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
rbegin + rend rbegin获取一个字符迭代器，rend获取最后一个字符下一个位置的迭代器
范围for C++支持的更简洁的for遍历模式
代码如下：
void test2()
{
string s1 = "Hello world!";
cout << s1 << endl;
//cosnt类型不能修改
const string s2("Hello world!");
s1 = 'A';
cout << s1 << endl;
//三种遍历方式
//1.for + operator[]
for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)
{
cout << s1;
}
cout << endl;
//2.迭代器
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it;
++it;
}
cout << endl;
//3.范围for
for (auto e : s1)
{
cout << e;
}
cout << endl;
}
四、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
append 在字符串后追加一个字符串
operator+= 在字符串后追加字符串
c_str 返回c格式字符串
find + npos 从指定位置开始找字符c，返回该字符在字符串中位置
rfind 从字符串指定位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置
substr 在字符串中从指定位置开始，截取n个字符，然后将其返回
earse 删除指定位置之间的字符
代码如下：
void test3()
{
string s = "Hello world !";
在字符串后尾插字符
s.push_back('\0');
cout << s << endl;
//在字符串后追加字符串
s.append("AAA");
cout << s << endl;
s += 'C';
s += "BBB";
cout << s << endl;
//以C语言方式打印字符串
cout << s.c_str() << endl;
//从头开始找对应字符，返回对应下标位置
//第一次出现的位置
int pos1 = s.find(' ');
//最后一次出现的位置
int pos2 = s.rfind(' ');
cout << pos1 << endl;
cout << pos2 << endl;
//获取后缀
s.append(".cpp");
cout << s << endl;
//find()找到字符第一次出现的位置
int pos3 = s.find('.');
string suffix(s.substr(pos3, s.size() - pos3));
cout << s << endl;
cout << suffix << endl;
//npos是string类中的一个静态成员变量
string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
size_t start = url.find("://");
if (start == string::npos)
{
cout << "invalid url" << endl;
return;
}
start += 3;
//从start起找到字符第一次出现的位置
size_t finish = url.find('/', start);
cout << finish << endl;
string address = url.substr(start, finish - start);
cout << address << endl;
//删除url前缀
size_t pos = url.find("://");
//删除0和pos + 3之间的字符
url.erase(0, pos + 3);
cout << url << endl;
}
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。
五、string类非成员函数
函数 功能说明
operator+ 返回一个相加后的字符串
operator<< 输出运算符重载
operator>> 输入运算符重载
getline 输入一行（遇到空格不停止）
relational operator 大小比较
本文只是对string类进行一个简单的分析和介绍，如果要深入了解string的接口函数，可以查阅官方文档。
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