【C++】string的使用

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一、前言

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（C语言字符串操作函数介绍）， 但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不注意就可能会越界访问。因此C++实现了string类，用户可以简单、方便、快捷地对字符串操作。

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二、标准库中的string类

以下内容简单了解即可

string类的文档介绍

1. 字符串是表示字符序列的类
2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
3. string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits 和allocator作为basic_string的默认参数
4. string类独立于所使用的编码来处理字节: 如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。

总结：

1. string是表示字符串的字符串类
2. 该类的接口与常规容器的接口基本相同，添加了一些专门用来操作string的接口。
3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，

 //basic_string模板类的别名
typedef basic_string<char> string;

4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。

注：
在使用string类时，需要包含头文件string，为了方便使用，我们这里using namespace std;展开命名空间。

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三. string类的常用接口

1. 构造函数

文档中的构造函数有很多，我们只需要了解常用的即可：

函数名称	功能
string()	构造空的string类对象，即空字符串
string (const char* s)	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)	拷贝构造函数

2. 容量操作

• size：返回字符串有效字符长度
• length：返回字符串有效字符长度

size()与length()函数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，一般情况下都是用size()

• capacity：返回空间总大小
• empty：检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false

• clear：清空有效字符

• resize：将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充

例：

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：前者用\0来填充多出的元素空间，后者用字符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

• reserve：为字符串预留空间

reserve(size_t n = 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。（这里vs 2022环境下编译器多开了空间）。利用reserve可以提高插入数据的效率，避免增容带来的开销

3. 访问遍历

• operator[]：返回pos位置的字符，const string类对象调用

• begin和 end：begin获取第一个字符的迭代器 ，end获取最后一个字符下一个位置的迭代器（ 左闭右开区间： [begin, end))
• rbegin 和rend：rbegin获取从后往前第一个字符的迭代器，rend获取从后往前最后一个字符下一个位置的迭代器

例：
①访问：

②三种遍历方式：

void testString5()
{
	string s("hello world");
	// 3种遍历方式：
	// 以下三种方式除了可以遍历string对象，还可以修改string中的字符，

	// 1. for + operator[]
	for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
		cout << s[i] << " ";
	cout << endl;
	// 2.迭代器
	string::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

	// 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
	// string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
	// 迭代器反向遍历
	auto rit = s.rbegin();
	while (rit != s.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;

	// 3.范围for
	for (auto ch : s)
		cout << ch << " ";
	cout << endl;
}

4. 修改操作

• 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+= ： 在字符串后追加字符串str

• c_str： 返回C格式字符串

void test()
{
	string str;
	str.append("hello");  // 在str后追加一个字符"hello"
	str.push_back(' ');   // 在str后插入空格
	str += 'c';           // 在str后追加一个字符'c'
	str += "++";          // 在str后追加一个字符串"++"
	cout << str << endl;
	cout << str.c_str() << endl;   // 以C语言的方式打印字符串
}

• insert：向字符串中插入字符

• find ：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 ，没找到返回npos（npos是string的静态成员变量，size_t的最大值）

• erase：从字符串中删除字符
  

例： 从字符串"abcdefgabcdefg"中删除子串"bcd"

#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
	string s, t;
	cin >> s >> t;
	size_t pos = 0;
	size_t len = t.size();
	while ((pos = s.find(t)) != string::npos) {
		s.erase(pos, len);
	}
	cout << s << endl;
	return 0;
}

• 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

例：

void test()
{
	// 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.csdn.net/xxxx");
	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);//左闭右开区间
	cout << url << endl;
}

注意：

1. 在string尾部追加字符时，s.push_back(c) / 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。

5. 其他操作

以下均为非成员函数

• operator+ 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低

• operator>> 输入运算符重载

• operator<< 输出运算符重载

• getline 获取一行字符串

cin 和 getline区别：cin碰到空格会结束读入，getline碰到空格不会结束读入。

• relational operators 大小比较（ASCII码比较）
  

#include 
#include 
using namespace std;
int main()
{
	string s1 = "abc";
	string s2 = "cd";
	if (s1 >= s2) {
		cout << "s1 >= s2" << endl;
	}
	else {
		cout << "s1 < s2" << endl;
	}
	return 0;
}

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上面只介绍了常用接口，string类中还有一些其他的操作，这里不一 一列举，大家在需要用到时不明白了查文档即可。