【C++STL精讲】string类的基本使用与常用接口

专栏导读

作者简介：花想云，在读本科生一枚，致力于 C/C++、Linux 学习。

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文章导读

本章我们将学习STL中的string类。学会string类的基本使用以及常用的函数接口。学会使用迭代器与范围for循环。

为什么要学习string类？

有的小伙伴会有这样的疑问——C语言中可以使用字符串吗，C++为什么还要引入string类？

首先我们得认识到，C语言中是不存在字符串类型的。在C语言中，字符串是使用字符数组表示的，这种方式比较容易出现错误，如数组越界、缓冲区溢出等。

C++中有string类是因为它提供了一种更方便和安全的处理字符串的方式。C++的string类则是一个标准库中的类，它是一个容器，可以存储字符串，同时提供了许多方便的方法来操作字符串，如查找、替换、拼接等。

使用string类，可以避免手动处理字符串时出现的错误，如内存泄漏、越界、缓冲区溢出等问题，同时也减少了代码量，提高了代码的可读性和可维护性。string类还支持重载运算符，使得对字符串的操作更加直观和方便。

因此，C++中引入string类是为了更加方便、安全地处理字符串，提高代码的可读性和可维护性。

在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。

string类的基本使用

• 使用string类前需要包含头文件< string >;

#include

• 创建一个string类对象；

	string s1;

• 创建并初始化对象；

	string s2("hello world");
	string s3 = "hello world";

• 使用[]或at()函数来访问字符串中的单个字符。区别是at()函数会进行边界检查，避免越界访问；

	string str = "hello world";
	cout << str[0] << endl;
	cout << str.at(1) << endl;

• 可以使用加号运算符+将两个字符串拼接起来，也可以使用append()函数将一个字符串添加到另一个字符串的末尾；

	string str1 = "hello";
	string str2 = "world";
	string str3 = str1 + str2;          // 将str1和str2拼接起来
	string str4 = str1.append(str2);    // 将str2添加到str1的末尾
	str+='a';                           // 向str末尾添加一个字符'a'

• 使用cin向string类对象中输入数据（遇到空格读取结束）；

	string str;
	cin >> str;

• 使用getline函数向string类对象中输入数据（遇到换行符读取结束）；

	string str;
	str.getline();

• 使用cout输出string类对象的内容；

	string str;
	cout << str << endl;

string类的常用接口

数据访问函数

• operator[]：返回当前字符串中指定位置的字符；
• at(size_t pos)：返回当前字符串中指定位置的字符，并进行边界检查；

	string str = "hello world";
	cout << str[0] << endl;
	cout << str.at(1) << endl;

• front()：返回当前字符串中的第一个字符。；
• back()：返回当前字符串中的最后一个字符；

	string str = "hello world";
	cout << str.front() << endl;
	cout << str.back() << endl;

• c_str()：返回一个指向当前字符串内容的C风格字符串；

	string str = "hello world";
	cout << str.c_str() << endl;

容量相关函数

• empty()：判断当前字符串是否为空；

	string str = "hello world";
	cout << str.empty() << endl;

• size()：返回当前字符串的字符数，不包含'\0'；

	string str = "hello world";
	cout << str.size() << endl;

• length()：返回当前字符串的字符数，不包含'\0'；

	string str = "hello world";
	cout << str.length() << endl;

• capacity()：返回当前字符串容量，即可以存储的字符数；

	string str = "hello world";
	cout << str.capacity() << endl;

• reserve()：为当前字符串分配指定的容量，即扩容；

	string str = "hello world";
	str.reserve(100);

• resize()：扩容并初始化；

	string str = "hello world";
	str.resize(100, 'a');

操作函数

• operator+：将两个字符串拼接起来；
• append()：将一个字符串添加到另一个字符串的末尾；

	string str1 = "hello";
	string str2 = "world";
	string str3 = str1 + str2;          // 将str1和str2拼接起来
	string str4 = str1.append(str2);    // 将str2添加到str1的末尾

• replace()：用一个字符串替换另一个字符串中的指定部分；

	//在下标为0处，替换1个字符'a'，长度为1
	string str = "hello world";
	cout << str.replace(0, 1, 1, 'a');

• insert()：在指定位置插入一个字符串；

	string str = "hello world";
	cout << str.insert(0, "aaaa") << endl;  //在位置0处插入字符串
	cout << str.insert(0, 5, 'a') << endl;  //在位置0处插入5个字符'a'

• erase()：删除指定位置的一个字符或一段字符；

	string str = "hello world";
	cout << str.erase(0,5) << endl;  //删除从位置0开始的5个字符
	cout << str.erase() << endl;  //清空字符串

• substr()：返回一个子串，包含从指定位置开始的指定数量的字符；

	string str = "hello world";
	//返回字符串中从位置0处开始的长度为3的字串
	string substr = str.substr(0, 3);  

• find()：在当前字符串中查找指定子串的位置；
• rfind()：在当前字符串中从后往前查找指定子串的位置；

	string str = "hello world";
	//从位置0处开始寻找字串"world"，若找到就返回字串的起始位置
	cout << str.find("world",0) << endl;

• compare()：将当前字符串与另一个字符串进行比较；

	string str1 = "hello";
	string str2 = "world";
	str1.compare(str2);

关于string类中的函数接口我们就简单认识这些。库中string类的接口有一百多个，但是我们平时高平率使用的也就几个到十几个而已。在以后的工作当中，我们应该注重官方文档的使用，多查询文档能使我们对接口的使用更加准确和规范。这里是文档的入口：
文档。

迭代器与范围for的使用

迭代器

迭代器是什么

迭代器是一种通用的概念，它提供了一种方式来遍历容器中的元素，不必关心容器的具体类型和实现方式。在C++中，迭代器被广泛地应用于STL（标准模板库）中，包括vector、list、map等容器类，使得程序员可以方便地访问和操作容器中的元素。

迭代器的实现原理是基于指针，它本质上是一个类似于指针的对象，它指向容器中的元素，并提供了一组操作方法，使得程序员可以通过迭代器来遍历容器中的元素。迭代器可以像指针一样进行自增、自减操作，以及支持解引用操作来获取指向的元素值。

在目前阶段，我们不对迭代器做过多的讲解，我们可以粗浅的把它看作指针一样的东西来使用。

迭代器的使用

在C++中，字符串类string也支持迭代器的使用，可以使用迭代器来访问字符串中的每一个元素。

string类的迭代器提供了begin()和end()方法，begin()返回一个指向字符串第一个元素的迭代器，end()返回一个指向字符串最后一个元素的下一个位置的迭代器。这样，我们就可以使用迭代器来遍历整个字符串。

	string str = "hello world";

	// 使用迭代器遍历字符串
	for (string::iterator it = str.begin(); it != str.end(); ++it) {
		cout << *it << " ";
	}

反向迭代器

顾名思义，反向迭代器就是和迭代器逆序。利用反向迭代器来遍历字符串：

	string str = "hello world";
	
	//反向迭代器的使用
	//string::const_reverse_iterator rit = s.rbegin();
	for (auto rit = str.rbegin(); rit != str.rend(); ++rit) {
		cout << *rit << " ";
	}

范围for

范围for循环是C++11新增的一种语法结构，用于遍历容器类中的元素。它可以遍历数组、容器类等可迭代的对象，使得程序员可以更加简洁地遍历容器中的元素，而不必关心迭代器的细节。

范围for是基于迭代器实现的，也就是说有了迭代器我们就可以使用范围for了。

	string str = "hello world";
	
	for (auto c : str)
	{
		cout << c << ' ';
	}
	cout << endl;

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