C++ string类

目录

为什么要有string类？

auto和范围for

1. auto

2. 范围for

一. 标准库中string类的简单使用

二. 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

 3. string类对象的访问及遍历操作

4. string类对象的修改与查找操作

 插入字符或字符串​编辑

字符串替换

字符串的交换

查找的使用

5. string类非成员函数

为什么要有string类？

在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。

auto和范围for

C++11的两个小语法

1. auto
  •  在早期C/C++中auto的含义是:: 使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，后来这个不重要了。C++11中，标准委员会变废为宝赋予了 auto全新的含义，即：auto不再是一个存储类型的指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。
  • 用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{int a = 100;auto b = a;auto c = 'c';//auto e;//报错，必须具有初始值设定cout << typeid(a).name() << endl;cout << typeid(b).name() << endl;cout << typeid(c).name() << endl;auto pa1 = &a;auto* pa2 = &a;auto& pa3 = a;//声明引用类型必须加&cout << a << endl;pa3 = 1;cout << typeid(pa1).name() << endl;cout << typeid(pa2).name() << endl;cout << pa3 << "  " << a<<endl;return 0;
}
  • 当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后再用推导出来的类型定义其他变量。
  • auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用。
  • auto不能直接用来声明数组。

如下代码

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;void fun1(auto a)
{return a;
}int main()
{auto a = 10, b = 11.11;auto c = 'x', d = 1.01;auto aa[] = { 1,2,3,4 };return 0;
}

报错分别为

↑  指在同一行第一个类型推导与后不一致

↑ 此处是指函数参数处

即auto不能直接声明数组类型

2. 范围for
  • 对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号" : " 分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代，自动取数据，自动判断结束
  • 范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历。
  • 范围for的底层很简单，容器遍历实际就是替换为迭代器，这个从汇编层也可以看到。
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,74,6 };for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){arr[i] *= 2;}for (int i = 0; i < sizeof(arr) / sizeof(int); i++){cout << arr[i] << "  ";}cout << endl;for (auto v : arr){v *= 2;}for (auto v : arr){cout << v << "  ";}cout << endl;string s1 = "hello world";for (auto s : s1){cout << s << "  ";}cout << endl;return 0;
}

 我们发现遍历时并没有改变arr数组的值

我们只需将

	for (auto v : arr){v *= 2;}

改为

	for (auto& v : arr){v *= 2;}

即可 

而auto也不是一定的，只要我们知道要遍历的数组或容器对象的类型指定即可

如下代码

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{int arr[] = { 1,2,3,74,6 };for (int& v : arr){v *= 2;}for (int v : arr){cout << v << "  ";}cout << endl;string s1 = "hello world";for (char s : s1){cout << s << "  ";}cout << endl;return 0;
}

一. 标准库中string类的简单使用

在使用string类时，必须包含#include<string>头文件，由于string属于std标准库，所以通过域作用限定符可以使用string

#include<iostream>
#include<string>
int main()
{std::string ss1("56565");std::string ss2("12123");std::cout << ss1 << std::endl;std::cout << ss1 << std::endl;return 0;
}

也可以通过using 将其展开，然后使用

#include<iostream>
#include<string>
//using namespace std;
using std::cout;
using std::string;
using std::endl;
using std::cin;
int main()
{string ss1("56565");string ss2("12123");cout << ss1 << endl;cout << ss2 << endl;return 0;
}

二. string类的常用接口说明

1. string类对象的常见构造
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s指向的字符序列(C字符串)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)拷贝构造函数

如下代码所示

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{//string s1();//不可以这样写string s2;//构造空的string类对象s2cout  << s2 << endl;string s3("hello world");//用C格式字符串构造string类对象s3cout << s3 << endl;string s4(11, 'x');//string类对象包含11个x字符cout << s4 << endl;string s5(s3);//拷贝构造s5cout << s5 << endl;return 0;
}
2. string类对象的容量操作
函数名称功能说明函数声明
size返回字符串有效字符长度 
size_t size() const noexcept;
length返回字符串有效字符长度 
size_t length() const noexcept;
capacity返回空间总大小 
size_t capacity() const noexcept;
empty检测字符串是否为空串，是返回true，否则返回false 
bool empty() const noexcept;
clear清空有效字符 
void clear() noexcept;
reserve为字符串预留空间 
void reserve (size_t n = 0);
resize将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充 
void resize (size_t n);
void resize (size_t n, char c);

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(比如非线性结构二叉树的length肯定不是全部节点的个数)，一般情况下基本都是用size()。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s2;cout << s2.size() << "  " << s2.length() << endl;string s3("hello world");cout << s3.size() << "  " << s3.length() << endl;string s4(13, 'x');cout << s4.size() << "  " << s4.length() << endl;return 0;
}

clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。

 如以下代码

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s4(13, 'x');cout << "字符串为:" << s4 << "\n容量为" << s4.capacity() << endl;s4.clear();if(s4.empty())cout << "字符串为:" << s4 << "\n容量为" << s4.capacity() << endl;return 0;
}

其结果为

 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。

 代码如下

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1(13, 'x');string s2 (s1);string s3 (s1);s2.resize(5);s3.resize(5, '$');cout << "字符串为:" << s2 << "\n容量为" << s2.capacity() << endl;cout << "字符串为:" << s3 << "\n容量为" << s3.capacity() << endl;s2.resize(10);s3.resize(10, '$');cout << "字符串为:" << s2 << "\n容量为" << s2.capacity() << endl;cout << "字符串为:" << s3 << "\n容量为" << s3.capacity() << endl;s2.resize(16);s3.resize(16, '@');cout << "字符串为:" << s2 << "\n容量为" << s2.capacity() << endl;cout << "字符串为:" << s3 << "\n容量为" << s3.capacity() << endl;return 0;
}

 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，reserve不会改变容量大小。

 代码如下

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1("111");cout << "字符串为:" << s1 << "\n容量为" << s1.capacity() << endl;s1.reserve(18);cout << "字符串为:" << s1 << "\n容量为" << s1.capacity() << endl;s1.reserve(1);cout << "字符串为:" << s1 << "\n容量为" << s1.capacity() << endl;return 0;
}

 结果为

 3. string类对象的访问及遍历操作
函数名称功能说明函数声明
operator[]返回pos位置的字符，const string类对象调用 
char& operator[] (size_t pos);
const char& operator[] (size_t pos) const;
begin与end

begin获取一个字符的迭代器

end获取最后一个字符的下一个位置的迭代器

 
 iterator begin() noexcept;
const_iterator begin() const noexcept; 
iterator end() noexcept;
const_iterator end() const noexcept;
rbegin与rend

rbegin返回一个指向容器最后一个元素的反向迭代器

rend返回一个反向迭代器，指向容器中第一个元素之前的位置

 
reverse_iterator rbegin() noexcept;
const_reverse_iterator rbegin() const noexcept;
reverse_iterator rend() noexcept;
const_reverse_iterator rend() const noexcept;
范围forC++11支持的更简洁的新遍历方式

代码如下

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1("135616549");for (int i = 0; i < s1.size(); i++)cout << s1[i];cout << endl;string::iterator i = s1.begin();for (; i != s1.end(); i++)cout << *i;cout << endl;string::reverse_iterator i1= s1.rbegin();for (; i1 != s1.rend();i1++)cout << *i1;cout << endl;return 0;
}

范围for此处就不做演示了，上文有

4. string类对象的修改与查找操作

函数名称

功能说明函数声明
push_back在字符串后尾插字符c 
void push_back (char c);
append在字符串后追加一个字符串接口过多详见表格下图
operator+=在字符串后追加字符串str
insert在指定位置追加字符或字符串
assign使用指定字符串替换原字符串
replace使用字符串替换原字符串指定区间
erase删除字符串指定的部分
c_str返回C格式字符串 
const char* c_str() const noexcept;
swap交换两个字符串 
void swap (string& str);
find从字符串pos位置开始往后找字符c，找到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，找到返回该字符在字符串中的位置
npos(不是函数)静态成员常数值，size_t类型的最大可能值，find与rfind没找到返回npos 
static const size_t npos = -1;
substr在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回 
string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
 插入字符或字符串

 

 

 

 接口过多在使用时可以查阅文档使用

在string尾部追加字符时s.push_back(c) 与  s.append(1, c) 与 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。

 如下代码所示

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1("135616549");string s2(s1);string s3(s1);string s4(s1);string s5(s1);s2.push_back('x');s3.append("x");s4 += 'x';s5.insert(9,"x");cout << s2 << endl;cout << s3 << endl;cout << s4 << endl;cout << s5 << endl;s4 += "cccc";cout << s4 << endl;return 0;
}

对string操作时，若可以提前知道放多少字符，可以先通过reserve把空间预留好

字符串替换

 演示代码如下

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1("@123456@");string s2("555555555");string s3(s1);cout << s1 << endl;s1.assign(s2);cout << s1 << endl;s1.assign("666666665");cout << s1 << endl;s1.replace(1, 5, s3);cout << s1 << endl;return 0;
}

输出结果如下

字符串的交换

string::swap通常直接交换两个string对象的内部数据(如字符数组指针和长度信息)，而不需要复制字符数据。这使得交换非常高效。在C++98中优于全局swap(而在C++11中，全局的swap检测到是两个string交换也会调用string的swap)

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1("@123456@");string s2("55555555");cout << "字符串为：  " << s1 << endl;cout << "字符串为：  " << s2 << endl;cout << endl;s1.swap(s2);cout << endl;cout << "字符串为：  " << s1 << endl;cout << "字符串为：  " << s2 << endl;cout << endl;swap(s1, s2);cout << endl;cout << "字符串为：  " << s1 << endl;cout << "字符串为：  " << s2 << endl;return 0;
}
查找的使用

可以与多种需要坐标定位的函数联合使用

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1("@123456@");size_t pos1=s1.find('@');size_t pos2 = s1.rfind('@');for (int i = pos1; i < s1.size(); i++)cout << s1[i];cout << endl;for (int i = pos2; i < s1.size(); i++)cout << s1[i];cout << endl;size_t pos3 = s1.find('@', 3);for (int i = pos3; i < s1.size(); i++)cout << s1[i];cout << endl;size_t pos4 = s1.find('&');size_t pos5 = s1.rfind('&');cout << pos4 << "  " << pos5 << "  " << string::npos << endl;//与substr的联合使用size_t pos = s1.find('4');cout << s1.substr(pos, 3) << endl;//与insert的联合使用s1.insert(pos, "xxxx");cout << s1 << endl;return 0;
}
5. string类非成员函数
函数功能

operator+

链接字符串返回一个新构造的字符串对象(尽量少用)

，因为传值返回导致深拷贝效率低

getline获取一行字符串
operator>>输入运算符重载
operator<<输出运算符重载
relational operators大小比较

 我们这里只介绍getline

代码：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1;string s2;cin >> s1;cout << s1<<endl;getline(cin, s2);cout << s2<<endl;string s3;//遇到'&'才会结束getline(cin, s3, '&');cout << s3 << endl;return 0;
}

结果为

 getline与流插入都是读取字符串，但是流插入遇见空格就停止，并且不把空格读进去而getline会遇见空格不会停止，由上面我们的第一个输入

hello hello first

可得：流插入读取到第一个空格就结束了，第一个空格被getline读进去了(从输出也可以看出来)

普通getline遇见回车结束，我们可以指定遇见什么结束

这篇文章就到这里啦~喜欢的可以点一下赞

(๑′ᴗ‵๑)Ｉ Lᵒᵛᵉᵧₒᵤ❤

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