STL 容器详解——string 类

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嘛是STL

STL是Standard Template Library的简称，标准模板库，它不仅是可复用的组件库，也是一个包罗数据结构与算法的软件框架。它是惠普实验室（HP）开发的一系列软件的统称，这可能是一个历史上最令人兴奋的工具的最无聊的术语。但是人家本这伟大的开源精神，声明允许任何人修改，拷贝，传播甚至商用但是唯一的条款就是使用者也需要开源。

STL的目的是标准化组件，这样就不用重新开发，可以使用现成的组件，STL现在是C++的一部分，因此不用额外安装什么。

惠普作为原始版本，后续悠悠大佬来进行把玩走出了三个版本：
1. P.J 版本

P.J.Plauger 开发，继承HP版本，被 windows visual C+采用，不被公开和修改，可读性差，符号命名怪异，所以 windows 一直以来闭源这也是看的出来的。
2. RW 版本：

由同名公司开发，继承HP版本，被 C++ builder 采用，不被公开和修改，可读性稍稍好一点，但是 builder 是 20 年前的编译器，当时这还是个C++嘎嘎牛的编译器，只是后面被 vs 这名猛将扳倒了，中道崩殂也是实在可惜。
3. SGI 版本：

这是作为STL学习参考的主要版本，继承HP版本，被 g++（Linux） 采用，移植性好并且做了开源，阅读性也是非常的高。后面推荐去阅读侯捷老师的《STL源码剖析》，恕我直言不知道侯捷老师，你要说你是学习C++的，那必定是有水分的。

有人说：为何某些公司不允许使用 C++ STL？

现在 Powerpoint 早已解禁 STL，源码里面漫山遍野的模板，然而 Word 没有，代码仍然一股汇编味，一个函数调用 20 个参数五个 out…大家自己去细品

内容

STL包含六大组件：

所谓的算法和容器就是对应我们常说的算法和数据结构，容器就是数据结构。

重要性

C++是一门很棒的语言，唯一的缺陷就是相关的库太少，不是因为大家不想为它写库，而是它的库很难写。而STL是C++v的标准模板库，里面封装了很多经典的算法，再加上是基于模板的，适用于多种数据类型，某种程度上说是通用算法，所以它在C++中的地位很高。就拿咱题目说，一个能用 C++ 解决的题，有些也支持C语言实现，但是一句 STL 能搞定上的在C里面可能会需要搞出二级指针这种属实恶心人的东西。

学 C++ 不学STL（现在叫标准程序库或许好点，后者对STL有所改进，应该算是STL的超集），一定是你人生一大遗憾，可惜现在很多学校教 C++ 的时候，根本没有提到过STL。

所以论STL重要性，这个问题本身就是个问题，不清楚 STL 地位的 C++ 学习者什么成分咱就不说了。

string 类

我为什么想第一个针对学习 string 类？原因很简单，早在C语言阶段就学习了字符串，为了操作方便，C语言标准库提供了一堆有关字符串操作的函数——str 系列函数，但这些函数是和字符串分开的，不太适合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神就会越界访问。

从定义来看，string 类是一个 typedef 的模板，而其实库里面并不仅仅只有一种 string，还有下面这些个玩意儿：

为什么会有这么多派生？其实这就要牵扯到编码问题。我们知道从最早的 ASCII 码到后来的 unicode（统一码也叫万国码，世界语言的映射表），unicode 又包含了 utf-8，utf-16，utf-32，再到后来的 gbk（国标扩展，针对汉字的映射表），其实网络上的敏感词屏蔽机制就是利用了编码。

为什么 string 会设计成模板就是因为原本的 string 管理对象是 char 类型，能够很好的去兼容英文，但是像 gbk 编码的汉字就需要两个字符表示，这时就需要一个新的类来支持汉字，所以我们把 string 搞成模板就是为了适应不同的编码。

他虽然是模板，但是使用时不需要 .h 头文件，直接

#include

即可使用。他之所以不加 .h 就是因为C语言已经有一个 string.h 了，这里会产生冲突发生链接错误。当然直接使用 string 类型比如： string a 这种定义方式是错误的，因为C++标准库的东西都是放在 std 标准命名空间的。

对象的常见构造

string 类对象的构造方法有上百种，我们不可能全部记住，重点记住几个重要常见的就行了

int main()
{
    string s1;
    string s2("hello world");
    string s3(s2);
    string s4 = s2;
    string s5("hello world",5);//前5个元素得到 hello
    string s6(10,'a')//初始化为10个a
    string s7(s2,6,3)//从 s2 的"w"开始向后拷贝3个
}

注意无参构造 s1 里面并不是什么都没有，从底层来讲 s1 底限也会有一个 ‘\0’ 在里面。

在 s7 这种构造里面，构造表达式为

string(const string& str,size_t pos,size_t len = npos);

这里的这个 npos 又是个啥？他是个半缺省的声明，这个 npos 其实是一个成员变量

这里的 static const size_t npos = -1，-1 的补码是全1，给到无符号数身上就是最大值，npos 内涵就是无符号数的上限范围 4294967295，你有多少就能给你取多少。

但是总的来说并不是内容越多越好，string 类的 106 种成员接口很多都让他在C++中显得非常冗余，陈皓老师的《STL的 string 类怎么啦》一文中就对他提出了批评。

string 的遍历

其实上面对 string 的拷贝啥的都不是问题，真正的问题在于怎么去遍历 string 的每一个字符，比如我们需要做翻转 string 的操作。

遍历 string 有三种方式：

1. 下标+[] 访问

和数组有异曲同工之妙，我们依然可以用循环的方式遍历他

for(size_t= 0;i<s1.size();i++)
{
     cout<<s1[i]<<" ";
}

2. 迭代器

string::iterator it = s1.begin()
while(it!=s1.end())
{
   cout<<*it<<" ";
   ++it;
}

这里迭代器只做演示，后面我想专题讲解迭代器。现阶段可以认为它是个像指针或者就是指针的东西，s1 里面有一段空间，begin 返回里面内容的开头位置，而 end 不是最后一个数据而是最后一个数据的下一个位置，所以他是一个开区间，这里 while 为什么使用 ！= 而不用 < 呢, ！= 在这里是一种相对标准的语法，后面的链表或者 map，他们的迭代器并不是原生的而是封装的，用 < 就达不到目的了。

3. 之前讲过的范围 for

范围 for 对于遍历确实方便，毕竟 auto 关键字可以自动识别类型，但是如果有需要进行走动（比如双指针靠拢的遍历）的场景就没什么大用了。

append

我们在 string 里面插入单个字符或者批量初始化为同一个字符是可以的，那可不可以插入字符串呢？答案一定是可以的，我们引入了 append 接口。

append 也和 string 一样接口一大堆，所以我们依然取其精华去其糟粕

string& append (const string& str);
string& append (const char* s);

但是我想告诉你，append 并不是最佳人选，真正的利器是 operator+= ,可以直接进行各种操作，又好读又好写何乐不为。

s += 'a';
s += 'YiGuBiGu';
s += str;

getline

虽然可以使用 cin 和 >> 运算符来输入字符串，但它可能会导致一些需要注意的问题。

当 cin 读取数据时，它会传递并忽略任何前导白色空格字符（空格、制表符或换行符）。一旦它接触到第一个非空格字符即开始阅读，当它读取到下一个空白字符时，它将停止读取。他的原型是：

istream& getline ( istream &is , string &str , char delim );

getline(cin,line)

这样就可以获得一个含有空格的字符串了，有人会误将 getline（）作为while的判断语句，这样你会无法退出 while 循环！因为你的回车只会终止getline()函数的读入操作，getline()函数终止后又进行while（）判断（即判断输入流是否有效，你的输入流当然有效，满足条件），所以又运行getline()函数。

string的拷贝

当我们需要将一个 string 内容进行操作时，我不想对他进行改动，那么我们一般会选择 new 一个新空间再用 strcpy 等方法进行拷贝，你可能会疑惑为什么不直接给目标赋值（如下）。

其实原因很简单，因为 string 是一个常量字符串，我们直接赋值过去也是一个完整的常量字符串个体，它就不支持增删查改这些基本属性了，所以如需操作还请仔细慎重的考虑是否直接赋值。

两种 swap

因为 string 里面有一个 swap 函数，所以我就单独拿出来说一下，这两个 swap 虽然功能都是交换内容但是内涵却不一样，他的的域不同。

string s1("hahaha");
string s2("xixixi");

s1.swap(s2);
swap(s1,s2);

相比之下，上面那个 swap 的效率就会更高，因为他的原理是交换指针，而下面那个 swap 是一个全局函数所以效率就比较低下，他的实现原理其实本质上是深拷贝，等价于这样：

今天先到这里吧，润了家人们。