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STL—— string

string STL
2023-06-13 09:18:38 时间


前言

        C++作为C的进阶选手它的主要思想是大家众所熟知的OOP思想即面向对象编程,所以它要将C中零散的部分语法封装一下,变得更具体更方便,可能会失去一些原本的灵活性。

        而完整的STL就是最后大佬们产出的极具代表性的例子,但在这之前还有一个前辈——string。

        也由于string是比STL还早的编写,就导致了在早期string没有任何可参考的对象,有的只是大家的集思广益和七嘴八舌。最后string虽然写出来了,但是它相较于其它的STL容器显得就没有那么精简,也是由于编程语言的统一弊端向前兼容的原因。

一、string是什么?

        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,不太符合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。而string作为常见的char数组的面向对象的设计也就出呼之欲出了。

二、 标准库中的string类

2.1 标准库中的string类

1. 字符串是表示字符序列的类

char 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。(将字符串当作类对象来使用)

3. string类是使用char(内部有效数据是char) 4. 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(根于更多的模板信息请参考basic_string)。

5. 注意,这个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。(独立编码,使用者可以不那么在意)

总结:(只看总结也行) 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,再添加了一些专门用来操作string的常规操作。 3.string在底层实际是:basic_string模板类的别名(为了实现泛型编程,但是string的对象只有char,不像vector,啥都有)。

2.2 string类的常用接口说明

注:此处只简绍了常用的函数接口,string的接口是STL中最多的,大概有100多个左右,其它的大概只有六七十个,原因见上文。很多的功能重复和效率底下,如有想查看的同学可去该网站查看所有函数。

        1. string类对象的常见构造

(constructor)函数名称

功能说明

string() (重点)

构造空的string类对象,即空字符串

string(const char* s) (重点)

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) (重点)

拷贝构造函数

void Teststring()
{
    string s1; // 构造空的string类对象s1
    string s2("hello bit"); // 用C格式字符串构造string类对象s2
    string s3(s2); // 拷贝构造s3
}

         2. string类对象的容量(capacity)操作

函数名称

功能说明

size

返回字符串有效字符长度

length(与size功能相同)

返回字符串有效字符长度

capacity

返回空间总大小

empty (重点)

检测字符串释放为空串,是返回true,否则返回false

clear (重点)

清空有效字符

reserve (重点)

为字符串预留空间**

resize (重点)

将有效字符的个数该成n个,多出的空间用字符c填充

注意:
1. 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,一般情况下基本都是用size()。
2. clear()只是将string中有效字符清空,不改变底层空间大小(不释放空间) 。
3. 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:resize(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(新size >= capacity时,扩容,改变capacity,小于size不变),如果是将元素个数减少,底层空间总大小不变。
4. reserve(size_t res_arg=0):为string预留空间(只改变capacity,不改变size),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。

        3. string类对象的访问及遍历操作

函数名称

功能说明

operator[] (迭代器)

返回pos位置的字符,const string类对象调用

begin+ end

begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器

rbegin + rend

begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器

范围for

C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

        4. string类对象的修改(modify)操作

函数名称

功能说明

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+= (string特有)

在字符串后追加字符串str

c_str(重点)

返回C格式字符串

find + npos(重点)

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

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

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。(在数据量大时,可以明显提升效率) 3.这里没有写到insert(插入)、erase(删除)、replace(替换)等看似常用的函数,原因时,在使用时会挪动数据,在数据量大时导致其效率低下,还不如导入list去操作。

当然如果有同学想看这类函数也可以移步这里,进一步学习,这里推荐英语不好的同学配合有道词典等翻译软件一起食用更佳。

        5. string类非成员函数

函数

功能说明

operator+

尽量少用,因为传值返回,导致深拷贝效率低

operator>> (重点)

输入运算符重载

operator<< (重点)

输出运算符重载

getline (重点)

获取一行字符串

relational operators (重点)

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