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1.认识string的接口以及熟练使用常用接口

1.1string类对象的常见构造

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

演示：

void Teststring()
{string s1; // 构造空的string类对象s1string s2("hello bit"); // 用C格式字符串构造string类对象s2string s3(s2); // 拷贝构造s3
}

1.2string类对象的容量操作

函数名称	功能说明
size（重点）	返回字符串有效字符长度
length	返回字符串有效字符长度
capacity (重点)	返回空间总大小
empty（重点）	检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
clear(重点)	清空有效字符
reserve（重点）	为字符串预留空间
resize(重点)	将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充

注意：

1. 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()。
2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
3. 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(size_t 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。
4. 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。

演示：

#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//
//测试string容量相关的接口
//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("helle,ljh !");cout << s.size() << endl;cout << s.length() << endl;cout << s.capacity() << endl;cout << s << endl;//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;cout << s.capacity() << endl;//将s中有效字符个数增加到10个，多出位置yon‘a’进行填充//"aaaaaaaaaa"s.resize(10, 'a');cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;//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;cout << s.capacity() << endl;cout << s << endl;//将s中的有效字符个数缩小到5个s.resize(5);cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;cout << s << endl;
}
///
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;cout << s.capacity() << endl;//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;cout << s.capacity() << endl;
}//
//利用reserve提高插入数组的效率,避免增容带来的开销
void TestPushBack()
{string s;size_t sz = s.capacity();cout << "making s grow:\n" << endl;for (int i = 0;i < 100;i++){s.push_back('a');if (sz != s.capacity()){sz = s.capacity();cout << "capacity changed" << sz << endl;}}
}//构建string时,如果提前已经知道string中大概要放多少个元素,可提前将string中空间设置好
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('a');if (sz != s.capacity()){sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}
}

1.3string类对象的访问及遍历操作

函数名称	功能说明
operator[] （重点）	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	rend获取一个字符的迭代器 + rbegin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

演示：

//string的遍历
//begin()+end() for+[] 范围for
//注意:string遍历时使用最多的还是for+下标或者范围for(C++11后才支持)
//begin()+end()大多数使用在需要使用STL提供的算法操作string时，比如：采用reverse逆置string
void Teststring3()
{string s1("hello ljh");const string s2("Hello ljh");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
}void Teststring4()
{string s("hello ljh");//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.for+operator[]for (size_t i = 0;i < s.size();i++){cout << s[i] << endl;}//2.迭代器string::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << endl;++it;}//string::reverse_iterator rit=s.rbegin();//C++11之后，直接使用auto定义迭代器，让编译器推到迭代器的类型auto rit = s.rbegin();while (rit != s.rend()){cout << *rit << endl;}//范围forfor (auto ch : s){cout << ch << endl;}
}

1.4string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	返回C格式字符串
find+npos	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

注意：

1. 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。
2. 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。

演示：

//测试string：
//1.插入（拼接）方式：push_back append aperator+=
//2.正向和反向查找：find()+rfind()
//3.截取字串:substr()
//4.删除：erase
void Teststring5()
{string str;str.push_back(' ');   // 在str后插入空格str.append("hello");  // 在str后追加一个字符"hello"str += 'b';           // 在str后追加一个字符'b'   str += "it";          // 在str后追加一个字符串"it"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;
}

2.vs 和g++下string结构的说明

注意:下面结构是在32位平台下进行验证,32位平台下指针占4个字节.

1. vs下string结构
   string总共占28个字节，先是有一个联合体，联合体用来定义string中字符串的存储空间：
   当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组来存放
   当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间

union _Bxty
{ 	// storage for small buffer or pointer to larger onevalue_type _Buf[_BUF_SIZE];pointer _Ptr;char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing
} _Bx;

其次：还有一个size_t字段保存字符串长度，一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量
最后：还有一个指针做一些其他事情。
16+4+4+4=28字节

2. g++下string的结构
   G++下，string是通过写时拷贝实现的，string对象总共占4个字节，内部只包含了一个指针，该指针将来指向一块堆空间，内部包含了如下字段：
   空间总大小
   字符串有效长度
   引用计数

struct _Rep_base
{size_type _M_length;size_type _M_capacity;_Atomic_word _M_refcount;
};

指向堆空间的指针，用来存储字符串。

3.string类运用的笔试题

仅反转字母

class Solution {
public:bool isLetter(char ch){if('a'<=ch&&ch<='z'){return true;}if('A'<=ch&&ch<='Z'){return true;}return false;}void reverse(string& s){size_t begin=0;size_t end=s.size()-1;while(begin<end){if(isLetter(s[begin])&&isLetter(s[end])){char temp=s[begin];s[begin]=s[end];s[end]=temp;begin++;end--;}else if (!isLetter(s[begin])){begin++;}else if (!isLetter(s[end])){end--;}}}string reverseOnlyLetters(string s){if(s.empty()){return s;}reverse(s);return s;}
};

找字符串中第一个只出现一次的字符

class Solution {
public:int firstUniqChar(string s){int count[256]={0};int size=s.size();for(int i=0;i<size;i++){count[s[i]]++;}for(int i=0;i<size;i++){if(count[s[i]]==1){return i;}}return -1;}
};

字符串里面最后一个单词的长度

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{string s;while(getline(cin,s)){size_t pos=s.rfind(' ');cout<<s.size()-pos-1<<endl;}return 0;
}

验证回文串

class Solution {
public:bool isLetterOrNumber(char ch){if(('a'<=ch&&ch<='z')||('A'<=ch&&ch<='Z')||('0'<=ch&&ch<='9')){return true;}return false;}bool isPalindrome(string s){if(s.empty()){return true;}for(auto& ch:s){if('a'<=ch&&ch<='z'){ch-=32;}}int begin=0;int end=s.size()-1;while(begin<end){while(begin<end && !isLetterOrNumber(s[begin])){begin++;}while(begin<end && !isLetterOrNumber(s[end])){end--;}if(s[begin]!=s[end]){return false;}begin++;end--;}return true;}
};

字符串相加

class Solution {
public:string addStrings(string num1, string num2){int end1=num1.size()-1;int end2=num2.size()-1;int value1=0;int value2=0;int next=0;string addret;while(end1>=0||end2>=0){if(end1>=0){value1=num1[end1--]-'0';}else{value1=0;}if(end2>=0){value2=num2[end2--]-'0';}else{value2=0;}int valueret=value1+value2+next;if(valueret>9){valueret-=10;next=1;}else{next=0;}addret+=(valueret+'0');}if(next==1){addret+='1';}reverse(addret.begin(),addret.end());return addret;}
};

反转字符串||

class Solution {
public:string reverseStr(string s, int k){int n=s.size();for(int i=0;i<n;i+=2*k){reverse(s.begin()+i,s.begin()+min(i+k,n));}return s;}
};

反转字符串中的单词|||

class Solution {
public:string reverseWords(string s){int size=s.size();int i=0;while(i<size){int start=i;while(i<size&&s[i]!=' '){i++;}int left=start;int right=i-1;while(left<right){swap(s[left],s[right]);left++;right--;}while(i<size&&s[i]==' '){i++;}}return s;}
};

反转字符串的单词|||

class Solution {
public:string reverseWords(string s){int size = s.size();for (int i = 0; i < size;){// 查找空格的位置size_t pos = s.find(' ', i);// 如果没有找到空格，则说明是最后一个单词if (pos == string::npos)pos = size;// 反转当前单词reverse(s.begin() + i, s.begin() + pos);// 更新 i，跳过空格i = pos + 1;}return s;}
};

字符串相乘

//竖式相乘法
class Solution {
public:string multiply(string num1, string num2){int n1=num1.size();int n2=num2.size();string res(n1+n2,'0');for(int i=n2-1;i>=0;i--){for(int j=n1-1;j>=0;j--){int temp=(res[i+j+1]-'0')+(num1[j]-'0')*(num2[i]-'0');res[i+j+1]=temp%10+'0';//当前位res[i+j]+=temp/10; //前一位加上进位，res[i+j]已经初始化为'0'，加上int类型自动转化为char，所以此处不加'0'}}//去除首位'0'for(int i=0;i<n1+n2;i++){if(res[i]!='0')return res.substr(i);}return "0";}
};

找出字符串中第一个只出现一次的字符

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s;cin>>s;int count[256]={0};for(int i=0;i<s.size();i++){count[s[i]]++;}for(int i=0;i<s.size();i++){if(count[s[i]]==1){cout<<s[i];return 0;}}cout<<-1;return 0;
}

4.string类的模拟实现

#pragma once
#include<assert.h>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
namespace ljh
{class string{public:typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}const_iterator begin() const{return _str;}const_iterator end() const{return _str + _size;}/*string():_str(new char[1]{'\0'}),_size(0),_capacity(0){}*/string(const char* str = ""):_size(strlen(str)), _capacity(_size){_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);}// 传统写法// s2(s1)//string(const string& s)//{//	_str = new char[s._capacity+1];//	strcpy(_str, s._str);//	_size = s._size;//	_capacity = s._capacity;//} s2 = s3//string& operator=(const string& s)//{//	if (this != &s)//	{//		char* tmp = new char[s._capacity + 1];//		strcpy(tmp, s._str);//		delete[] _str;//		_str = tmp;//		_size = s._size;//		_capacity = s._capacity;//	}//	return *this;//}void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}// s2(s1)string(const string& s):_str(nullptr), _size(0), _capacity(0){string tmp(s._str);swap(tmp);}// s2 = s3//string& operator=(const string& s)//{//	if (this != &s)//	{//		string tmp(s);//		//this->swap(tmp);//		swap(tmp);//	}//	return *this;//}// s2 = s3string& operator=(string tmp){swap(tmp);return *this;}~string(){delete[] _str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}char& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _str[pos];}const char& operator[](size_t pos) const{assert(pos < _size);return _str[pos];}size_t capacity() const{return _capacity;}size_t size() const{return _size;}const char* c_str() const{return _str;}void reserve(size_t n){if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;}}void resize(size_t n, char ch = '\0'){if (n <= _size){_str[n] = '\0';_size = n;}else{reserve(n);while (_size < n){_str[_size] = ch;++_size;}_str[_size] = '\0';}}size_t find(char ch, size_t pos = 0){for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}return npos;}size_t find(const char* sub, size_t pos = 0){const char* p = strstr(_str + pos, sub);if (p){return p - _str;}else{return npos;}}string substr(size_t pos, size_t len = npos){string s;size_t end = pos + len;if (len == npos || pos + len >= _size) // 有多少取多少{len = _size - pos;end = _size;}s.reserve(len);for (size_t i = pos; i < end; i++){s += _str[i];}return s;}void push_back(char ch){if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';}void append(const char* str){size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, str);_size += len;}string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}// insert(0, 'x')void insert(size_t pos, char ch){assert(pos <= _size);if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}// 17:17size_t end = _size + 1;while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];--end;}_str[pos] = ch;_size++;}void insert(size_t pos, const char* str){assert(pos <= _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}// 挪动数据int end = _size;while (end >= (int)pos){_str[end + len] = _str[end];--end;}strncpy(_str + pos, str, len);_size += len;}void erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos < _size);if (len == npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else{size_t begin = pos + len;while (begin <= _size){_str[begin - len] = _str[begin];++begin;}_size -= len;}}bool operator<(const string& s) const{return strcmp(_str, s._str) < 0;}bool operator==(const string& s) const{return strcmp(_str, s._str) == 0;}bool operator<=(const string& s) const{return *this < s || *this == s;}bool operator>(const string& s) const{return !(*this <= s);}bool operator>=(const string& s) const{return !(*this < s);}bool operator!=(const string& s) const{return !(*this == s);}void clear(){_str[0] = '\0';_size = 0;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;public:const static size_t npos;};const size_t string::npos = -1;ostream& operator<<(ostream& out, const string& s){/*for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){out << s[i];}*/for (auto ch : s)out << ch;return out;}istream& operator>>(istream& in, string& s){s.clear();//s.reserve(128);char buff[129];size_t i = 0;char ch;ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\n'){buff[i++] = ch;if (i == 128){buff[i] = '\0';s += buff;i = 0;}//s += ch;ch = in.get();}if (i != 0){buff[i] = '\0';s += buff;}return in;}
}