【C++入门】C++ string类

C++string类

一、string基本概念

• string 类是模板类：

  typedef basic_string<char> string;
  

• 字符串类模板 （basic string）
  标准库字符串功能的基础是 basic string，该类模板提供了许多成员和函数， 与标准容器 类似。该类模板的声明如下：

  template <class Ch, class Tr = char_traits<Ch>, class A = allocator<Ch>>
  class std::basic_string
  {
         
  public:
      …
  }
  

  在上述模板声明中，第一个参数(class Ch)是说明单个字符(Ch)所属型别(class)；第二个参数 (class Tr ＝ char　traits ＜ Ch ＞ ) 是特性类别， 用以提供字符串类别中的所有字符 核心操作。 该特性类别规定了 “复制字符” 或 “比较字符” 的做法； 如果不指定该特性类别，系统会根据现有的字符型别采用默认的特性类别。 第三个参数带有默认值(class A ＝ allocator ＜ Ch ＞ )， 用以定义字符串类别所采用的内存模式， 通常设定为 “默认内存模型 al- locator”。 该模板及其相关功能都定义在名称空间 std 中， 由头文件 ＜ string ＞ 给出。

• string 类的所有成员函数

函 数 名 称	效 果
构造函数	产生或复制字符串
析构函数	销毁字符串
＝ ， assign	赋以新值
Swap	交换两个字符串的内容
＋ ＝ ， append()， push_back()	添加字符
insert()	插入字符
erase()	删除字符
clear()	移除全部字符
resize()	改变字符数量
replace()	替换字符
＋	串联字符串
== ,!= ,<,<=,>,>=,compare()	比较字符串内容
size()， length()	返回字符数量
max_size()	返回字符的最大可能个数
empty()	判断字符串是否为空
capacity()	返回重新分配之前的字符容量
reserve()	保留内存以存储一定数量的字符
［］， at()	存取单一字符
＞＞ ， getline()	从 stream 中读取某值
＜＜	将值写入 stream
copy()	将内容复制为一个 C - string
c_str()	将内容以 C - string 形式返回
data()	将内容以字符数组形式返回
substr()	返回子字符串
find()	搜寻某子字符串或字符
begin()， end()	提供正向迭代器支持
rbegin()， rend()	提供逆向迭代器支持
get_allocator()	返回配置器

二、string初始化

(1)构造函数

• 生成字符串 str 的复制品

  • 函数说明

    string s(str) //str是string类型量
    

  • 函数示例

    string str="hello world";
    string s(str);
    cout<<s;
    

    输出：
    hello world

• 将字符串 str 中始于 stridx 的部分作为构造函数的初值

  • 函数说明

    string s(str, stridx) // str是string类型量，stridx是起始位置下标
    

  • 函数示例

    string str="hello world";
    string s(str, 6);
    cout<<s;
    

    输出：
    world

• 将字符串 str 中始于 strbegin、长度为 strlen 的部分作为字符串初值

  • 函数说明

    string s(str, strbegin, strlen) //str是字符串，strbegin是起始位置下标，strlen是字符串长度
    

  • 函数示例

    char *str = "hello world";
    string s(str, 2, 3);
    cout << s;
    

    输出：
    llo

• 以 C_string 类型 cstr 作为字符串 s 的初值

  • 函数说明

    string s(cstr) //cstr是字符数组或字符串常量
    

  • 函数示例

    char *str = "hello world";
    string s(str);
    cout << s;
    

    输出：
    hello world

• 以 C_string 类型 cstr 的前 char_len 个字符串作为字符串 s 的初值

  • 函数说明

    string s (cstr, char_len) //cstr是字符数组或字符串常量，char_len是长度
    

  • 函数示例

    char str[] = "hello world";
    string s(str, 6);
    cout << s;
    

    输出
    hello

• 生成一个字符串， 包含 num 个 c 字符

  • 函数说明

    string s (num, c) //num是int型变量，c是字符
    

  • 函数示例

    string s(3, '6');
    cout << s
    

    输出：
    666

• 以区间 ［beg, end］ 内的字符作为字符串 s 的初值

  • 函数说明

    string s ( beg, end) //beg,end均为迭代器
    

  • 函数示例

    string str = "hello world";
    string::iterator i=str.begin();
    string s(i,i+3);
    cout << s;
    

    输出：
    hel

(2)默认构造函数

• 生成空字符串

  string s;
  

  若不提供分配器，则从默认构造的实例获得分配器。

(3)复制构造函数

当构造的string太长而无法表达时会抛出length_error异常

string s2 = "hello";

三、string的输入输出

(1)输入

• string 支持流读取运算符

  string类重载运算符operator>>用于输入;
  cin>>s; 读入s，遇到空格或回车停止，无论原先s是什么内容都会被新读入的数据替代

  string s;
  getline(cin ,s);
  

• string 支持getline函数

  函数getline(istream &in,string &s);用于从输入流in中读取字符串到s中，以换行符’\n’分开。

  string stringObject;
  cin >> stringObject;
  

(2)输出

重载运算符operator<<用于输出操作。

cout << s;

四、string的赋值

(1)用 = 赋值

string &operator=(const string &s);把字符串s赋给当前字符串

string s = "hello"
string s1;
s1 = s;

(2)用 assign 成员函数复制

• 函数示例

  • 用 assign 成员函数复制

    string s1("cat"), s3;
    s3.assign(s1);
    

  • 用 assign 成员函数部分复制

    string s1("catpig"), s3;
    s3.assign(s1, 1, 3);
    

    从s1 中下标为1的字符开始复制3个字符给s3

• 函数说明

  • 用c类型字符串s赋值

    string &assign(const char *s);
    

  • 用c字符串s开始的n个字符赋值

    string &assign(const char *s,int n);
    

  • 把字符串s赋给当前字符串

    string &assign(const string &s);
    

  • 用n个字符c赋值给当前字符串

    string &assign(int n,char c);
    

  • 把字符串s中从start开始的n个字符赋给当前字符串

    string &assign(const string &s,int start,int n);
    

  • 把first和last迭代器之间的部分赋给字符串

    string &assign(const_iterator first,const_itertor last);
    

五、string的连接

(1)用 + 、+=运算符连接字符串

• 重载说明

  string &operator+=(const string &s);
  

  把字符串s连接到当前字符串的结尾

• 运用举例：

  string s1("good "), s2("morning! ");
  s1 += s2;
  cout << s1;
  

  输出：
  good morning!

(2)用成员函数 append 连接字符串

• 函数示例

  string s1("good "), s2("morning! ");
  s1.append(s2);
  cout << s1;
  s2.append(s1, 3, s1.size()); //s1.size()，s1字符数
  cout << s2;
  

  下标为3开始，s1.size()个字符，如果字符串内没有足够字符，则复制到字符串最后一个字符

• 函数说明

  • 把c类型字符串s连接到当前字符串结尾

    string &append(const char *s);
    

  • 把c类型字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾

    string &append(const char *s,int n);
    

  • 同operator+=()

    string &append(const string &s);   
    

  • 把字符串s中从pos开始的n个字符连接到当前字符串的结尾

    string &append(const string &s,int pos,int n);
    

  • 在当前字符串结尾添加n个字符c

    string &append(int n,char c);
    

  • 把迭代器first和last之间的部分连接到当前字符串的结尾

    string &append(const_iterator first,const_iterator last);
    

六、string元素存取 (访问)

(1)下标操作符 [ ]

• 操作符说明

  下标操作符 []在使用时不检查索引的有效性。如果下标超出字符的长度范围，会导致未定义行为；对于常量字符串，使用下标操作符时，字符串的最后字符 （即 '\0'） 是有效的。 对应 string 类型对象 （常量型） 最后一个字符的下标是有效的，调用返回字符 '\0'。

• 操作符示例

  string s1("Hello");
  s1[3] = 'a';
  

(2)成员函数at()

• 函数说明

  函数 at() 在使用时会检查下标是否有效。 如果给定的下标超出字符的长度范围， 系统 会抛出 out of range 异常。

• 函数示例

  string s1("Hello");
  for(int i=0;i<s1.length();i++)
  	cout << s1.at(i) << endl;
  

  逐个访问string对象中的字符

七、string大小和容量

• size()和 length()

  int size()const; 
  

  int length()const;
  

  size()和 length()。 这两个函数会返回 string 类型对象中的字符个数，且它们的执行效果相同。

• max_size()

  int max_size()const; 
  

  max_size()函数返回 string 类型对象最多包含的字符数。 一旦程序使用长度超过 max_size()的 string 操作， 编译器会抛出 length_error 异常。

• capacity()

  int capacity()const;
  

  该函数返回在重新分配内存之前， string 类型对象所能包含的最大字符数。

• reserve()

  调用该函数可以为 string 类型对象重新分配 内存。 重新分配的大小由其参数决定。 reserve() 的默认参数为 0。

• empty()

  bool empty()const;
  

  当前字符串是否为空

• resize

  void resize(int len,char c);
  

  把字符串当前大小置为len，并用字符c填充不足的部分

八、string的比较

(1)＞ 、 ＜ 、 ＝＝ 、 ＞＝ 、＜＝、 ！= 等比较运算符

• 比较两个字符串是否相等

  bool operator==(const string &s1,const string &s2)const;
  

  运算符">","<",">=","<=","!="均被重载用于字符串的比较；

(2)compare()函数

compare函数在>时返回1，<时返回-1，==时返回0

• 比较当前字符串和s的大小

  int compare(const string &s) const;
  

• 比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与s的大小

  int compare(int pos, int n,const string &s)const;
  

• 比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与s中pos2开始的n2个字符组成的字符串的大小

  int compare(int pos, int n,const string &s,int pos2,int n2)const;
  

• 与字符数组的比较

  int compare(const char *s) const;
  int compare(int pos, int n,const char *s) const;
  int compare(int pos, int n,const char *s, int pos2) const;
  

九、string的查找

(1)find ()函数和 rfind()函数

• find()

  • 从pos开始查找字符c在当前字符串的位置

    int find(char c, int pos = 0) const;
    

  • 从pos开始查找字符串s在当前串中的位置

    int find(const char *s, int pos = 0) const;
    

  • 从pos开始查找字符串s中前n个字符在当前串中的位置

    int find(const char *s, int pos, int n) const;
    

  • 从pos开始查找字符串s在当前串中的位置

    int find(const string &s, int pos = 0) const;
    

• rfind()

  • 返回最后一个与str中的某个字符匹配的字符，从index开始查找。如果没找到就返回string::npos

    size_type rfind( const basic_string &str, size_type index );
    

    size_type rfind( const char *str, size_type index );
    

  • 返回最后一个与str中的某个字符匹配的字符，从index开始查找,最多查找num个字符。如果没找到就返回string::npos

    size_type rfind( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 返回最后一个与ch匹配的字符，从index开始查找。如果没找到就返回string::npos

    size_type rfind( char ch, size_type index );
    

(2)find_first_of ()函数和 find_last_of ()函数

• find_first_of ()

  • 查找在字符串中第一个与str中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始，如果没找到就返回string::npos

    size_type find_first_of( const basic_string &str, size_type index = 0 );
    

    size_type find_first_of( const char *str, size_type index = 0 );
    

  • 查找在字符串中第一个与str中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始，最多搜索num个字符。如果没找到就返回string::npos

    size_type find_first_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 查找在字符串中第一个与ch匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始

    size_type find_first_of( char ch, size_type index = 0 );
    

• find_last_of ()

  • 在字符串中查找最后一个与str中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_last_of( const basic_string &str, size_type index = npos );
    

    size_type find_last_of( const char *str, size_type index = npos );
    

  • 在字符串中查找最后一个与str中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始，最多搜索num个字符。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_last_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 在字符串中查找最后一个与ch匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_last_of( char ch, size_type index = npos );
    

(3)find_first_not_of ()函数和find_last_not_of ()

• find_first_not_of ()

  • 在字符串中查找第一个与str中的字符都不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_first_not_of( const basic_string &str, size_type index = 0 );
    

    size_type find_first_not_of( const char *str, size_type index = 0 );
    

  • 在字符串中查找第一个与str中的字符都不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始，最多查找num个字符。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_first_not_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 在字符串中查找第一个与ch不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_first_not_of( char ch, size_type index = 0 );
    

• find_last_not_of ()

  • 在字符串中查找最后一个与str中的字符都不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_last_not_of( const basic_string &str, size_type index = npos );
    

    size_type find_last_not_of( const char *str, size_type index = npos);
    

  • 在字符串中查找最后一个与str中的字符都不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始，最多查找num个字符如果没找到就返回string::nops

    size_type find_last_not_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 在字符串中查找最后一个与ch不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops

    size_type find_last_not_of( char ch, size_type index = npos );
    

(4)查找代码示例

string s1("hello worlld");
cout << s1.find("ll") << endl;
cout << s1.find("abc") << endl;
cout << s1.rfind("ll") << endl;
cout << s1.rfind("abc") << endl;
cout << s1.find_first_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_first_of("abc") << endl;
cout << s1.find_last_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_last_of("abc") << endl;
cout << s1.find_first_not_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_first_not_of("hello world") << endl;
cout << s1.find_last_not_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_last_not_of("hello world") << endl;

输出：
2
4294967295
9
4294967295
1
4294967295
11
4294967295
0
4294967295
10
4294967295

十、string内容的修改和替换

(1)string类的替换函数

• replace()函数说明

  • 用str中的num个字符替换本字符串中的字符,从index开始

    basic_string &replace( size_type index, size_type num, const basic_string &str );
    

  • 用str中的num2个字符（从index2开始）替换本字符串中的字符，从index1开始，最多num1个字符

    basic_string &replace( size_type index1, size_type num1, const basic_string &str, size_type index2,size_type num2 );
    

  • 用str中的num个字符（从index开始）替换本字符串中的字符

    basic_string &replace( size_type index, size_type num, const char *str );
    

  • 用str中的num2个字符（从index2开始）替换本字符串中的字符，从index1开始，num1个字符

    basic_string &replace( size_type index, size_type num1, const char *str, size_type num2 );
    

  • 用num2个ch字符替换本字符串中的字符，从index开始

    basic_string &replace( size_type index, size_type num1, size_type num2, char ch );
    

  • 用str中的字符替换本字符串中的字符,迭代器start和end指示范围

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, const basic_string &str );
    

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, const char *str );
    

  • 用str中的num个字符替换本字符串中的内容,迭代器start和end指示范围

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, const char *str, size_type num );
    

  • 用num个ch字符替换本字符串中的内容，迭代器start和end指示范围

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, size_type num, char ch );
    

• 函数示例

  string s1("hello world");
  s1.replace(2,3, "haha");
  cout << s1;
  //将s1中下标2 开始的3个字符换成“haha”
  

  输出：
  hehaha world

(2)string类的插入函数

• insert()函数说明

  • 在迭代器i表示的位置前面插入一个字符ch

    iterator insert( iterator i, const char &ch );
    

  • 在字符串的位置index插入字符串str

    basic_string &insert( size_type index, const basic_string &str );
    

    basic_string &insert( size_type index, const char *str );
    

  • 在字符串的位置index插入字符串str的子串(从index2开始，长num个字符)

    basic_string &insert( size_type index1, const basic_string &str, size_type index2, size_type num );
    

  • 在字符串的位置index插入字符串str的num个字符

    basic_string &insert( size_type index, const char *str, size_type num );
    

  • 在字符串的位置index插入num个字符ch的拷贝

    basic_string &insert( size_type index, size_type num, char ch );
    

  • 在迭代器i表示的位置前面插入num个字符ch的拷贝

    void insert( iterator i, size_type num, const char &ch );
    

  • 在迭代器i表示的位置前面插入一段字符，从start开始，以end结束

    void insert( iterator i, iterator start, iterator end );
    

• 函数示例

  string s1("hello world");
  string s2("show insert");
  s1.insert(5, s2) // 将s2插入s1下标5的位置
      cout
      << s1 << endl;
  s1.insert(2, s2, 5, 3);
  //将s2中下标5开始的3个字符插入s1下标2的位置
  cout << s1 << endl;
  

  输出：
  helloshow insert world
  heinslloshow insert world

(3)string类的删除函数

• erase()函数说明

  • 删除pos指向的字符, 返回指向下一个字符的迭代器

    iterator erase( iterator pos );
    

  • 删除从start到end的所有字符, 返回一个迭代器,指向被删除的最后一个字符的下一个位置

    iterator erase( iterator start, iterator end );
    

  • 删除从index索引开始的num个字符, 返回*this

    basic_string &erase( size_type index = 0, size_type num = npos );
    

• 函数示例

  string s1("hello worlld");
  s1.erase(5);
  cout << s1;
  cout << s1.length();
  cout << s1.size();
  // 去掉下标 5 及之后的字符
  

  输出：
  hello55

十一、常用操作

string的子串

• substr函数

  string substr(int pos = 0,int n = npos) const;
  

  返回pos开始的n个字符组成的字符串

• 函数示例

  string s1("hello world"), s2;
  s2 = s1.substr(4,5); // 下标4开始5个字符
  cout << s2 << endl;
  

  输出：
  o wor

string的交换

• swap函数

  void swap(string &s2);
  

  交换当前字符串与s2的值

• 函数示例

  string s1("hello world"), s2("really");
  s1.swap(s2); 
  cout << s1 << endl;
  cout << s2 << endl;
  

  输出：
  really
  hello world

十二、string类的迭代器处理

string类提供了向前和向后遍历的迭代器iterator，迭代器提供了访问各个字符的语法，类似于指针操作，迭代器不检查范围。
用string::iterator或string::const_iterator声明迭代器变量，const_iterator不允许改变迭代的内容。

(1)正向迭代

• begin()

  onst_iterator begin()const;
  iterator begin(); //返回string的起始位置
  

• end()

  const_iterator end()const;
  iterator end(); //返回string的最后一个字符后面的位置
  

(2)反向迭代

（反向迭代器自增后指向前一个值）

• rbegin()

   const_iterator rbegin()const;
   iterator rbegin();  //返回string的最后一个字符的位置
  

• rend()

   const_iterator rend()const;
   iterator rend(); //返回string第一个字符位置的前面
  

十三、字符串流处理

除了标准流和文件流输入输出外，还可以从string进行 输入输出；
类似 istream和osteram进行标准流输入输出，我们用 istringstream 和 ostringstream进行字符串上的输入 输出，也称为内存输入输出。
头文件：#include

(1)字符串流处理 - 字符串输入流 istringstream

string input("Input test 123 4.7 A"); 
istringstream inputString(input); 
string string1, string2; 
int i; 
double d; 
char c; 
inputString >> string1 >> string2 >> i >> d >> c; 
cout << string1 << endl << string2 << endl; 
cout << i << endl << d << endl << c <<endl; 
long L; 
if(inputString >> L) cout << "long\n"; 
else cout << "empty\n"; 

输出： Input test 123
4.7 A empty

(2)字符串流处理 - 字符串输出流 istringstream

ostringstream outputString; 
int a = 10; 
outputString << "This " << a << "ok" << endl; 
cout << outputString.str(); 

输出：
This 10ok

十四、转换成C语言式char *字符串

(1)成员函数 c_str()

• 函数说明

  const char *c_str();
  

  c_str()函数返回一个指向正规C字符串的指针, 内容与本字符串相同.

• 函数示例

  string s1("hello world");
  printf("%s\n", s1.c_str());
  

  输出：
  hello world

(2)成员函数data()

• 函数说明

  const char *data();
  

  data()函数返回指向自己的第一个字符的指针.

• 函数示例

  string s1("hello world");
  const char *p1 = s1.data();
  for (int i = 0; i < s1.length(); i++)
      printf("%c", *(p1 + i));
  //s1.data() 返回一个char * 类型的字符串，对s1 的修改可能会使p1出错
  

  输出：
  hello world

(3)成员函数copy()

• 函数说明

  size_type copy( char *str, size_type num, size_type index );
  

  copy()函数拷贝自己的num个字符到str中（从索引index开始）。返回值是拷贝的字符数

• 函数示例

  string s1("hello world");
  int len = s1.length();
  char *p2 = new char[len + 1];
  s1.copy(p2, 5, 0);
  p2[5] = 0;
  cout << p2 << endl;
  // s1.copy(p2,5,0) 从s1的下标0的字符开始制作一个最长5个字符长度的字符串副本并将其赋值给p2。返回值表明实际复制字符串的长度。
  

  输出：
  hello

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