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一、标准库中的string类
二、string类的常用接口
1、string类对象的常见构造
2、string类对象的容量操作
2.1、size 与 length
2.2、capacity 与 reserve
2.3、resize
2.4、总结
3、string类对象的访问及遍历操作
3.1、operator[] 与 at
3.2、begin end
3.3、…目录
一、标准库中的string类
二、string类的常用接口
1、string类对象的常见构造
2、string类对象的容量操作
2.1、size 与 length
2.2、capacity 与 reserve
2.3、resize
2.4、总结
3、string类对象的访问及遍历操作
3.1、operator[] 与 at
3.2、begin end
3.3、rbegin rend
3.4、 const类型迭代器
3.5、范围for
4. string类对象的修改操作
4.1、push_back、append、operator
4.2、insert 与 erase
4.3、find 与 replace
4.4、substr 与 rfind
4.5、c_str
4.6、find_first_of 与 find_last_of
5、string类非成员函数
5.1、getline 一、标准库中的string类
string类是由模板 basic_string 显示实例化为 char 类型得到的类并用关键字 typedef 命名为 string 。 当模板参数是 char 时类名为 string 与之相对的还有其他各种各样由模板 basic_string 显示实例化的到的类名比如wstring、u16string、u32string等 wstring 类管理的是 wchar_t 类型的字符一个字符占据 2 个字节。 u16string 类管理的是 char16_t 类型的字符一个字符占据 2 个字节。 u32string 类管理的是 char32_t 类型的字符一个字符占据 4 个字节。 之所以要区分出这么多字符类是为了满足各种各样不同的需求比如编码的需求。 以 ascll 码为例ascll码的出现是为了更好的表示英文算上26个字母、10个数字以及各种各样的符号、控制字符等等只需要 128 个字符的映射表就能满足几乎所有的表示需求。
但是对于中文、甚至是更加复杂的文字而言128个字符的映射表就已经没有办法满足需求了就需要更多字符的映射表自然也需要占据更多字节大小的空间。
为了更好的满足这一需求就出现了另一个编码规则Unicode即统一码。统一码又分为 3 种分别为 UTF-8、UTF-16、UTF-32。
UTF-8兼容ascll码对不同范围的字符使用不同长度的编码也是我们最常用的编码方式。 对于0x00-0x7F之间的字符UTF-8编码与ascll编码完全相同。UTF-8编码的最大长度是4个字节。从上表可以看出4字节模板有21个x即可以容纳21位二进制数字。统一码的最大码位0x10FFFF也只有21位。UTF-8 编码以二进制数字的前缀来区分一个字符占据几个字节。
其中类 string 所对应的编码方式就是 UFT-8 。
我们来举个例子具体说明一下
str1 中存储的是英文字母使用 ascll 码即可表示一个字符占据一个字节例如 h 的值为十进制 104 换算到八位二进制为 01101000 前缀为零。 str2 中存储的是中文字符一个字符占据两个字节所以这两个字节的二进制数前缀分别为 110 与 10。转换成十进制表现为两个负数。两个中文字符就是四个字节加上最后的 \0 为五个字节大小。
通过更改中文字符的数值我们可以观察到中文字符编码的规律是把同音字编在一起的
二、string类的常用接口
1、string类对象的常见构造
(constructor)函数名称功能说明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cstring(const string s)拷贝构造函数string (const string str, size_t pos, size_t len npos)拷贝从字符串第 pos 个字符开始向后的 npos 个字符
例如 对于 string (const string str, size_t pos, size_t len npos) 库中提供了一些额外的解释如果 npos 的大小超出了字符串的有效长度范围就自动取到字符串中最后一个有效字符为止。如果没有指定 npos 的值就使用缺省参数 -1 由于 size_t 是无符号整型所以 -1 实际上是二进制的全一即最大的整型数值 2^32 - 1 。
2、string类对象的容量操作
函数名称功能说明size重点返回字符串有效字符长度length返回字符串有效字符长度capacity返回空间总大小empty 重点检测字符串是否为空串是返回true否则返回falseclear 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改成n个多出的空间用字符c填充
2.1、size 与 length size 与 length 都是返回字符串的有效字符长度用法如下 功能完全相同只是为了名字与 stl 中其他模板的名称保持一致就增加了一个 size 除了名字不同外没有区别。
2.2、capacity 与 reserve capacity 返回空间总大小用于观察开辟空间的情况 当不断向string对象 s 中尾插字符时会导致 s 不断的扩容可以发现除了第一次扩容外其他扩容后的大小都是上一次的 1.5 倍。 string 对象第一次扩容的规则大致如下 类string中有一个容量为 16 个字符的数组 buf 如果对象中存储的字符数量小于等于 16 个就会把字符存入数组 buf 中不使用指针 _ptr 。如果对象中存储的字符数量大于 16 个就会使用指针 _ptr 来开辟空间第一次直接开辟 32 个字符的空间并把字符存放在新开辟的空间中 buf 不再使用。之后每次开辟的空间大小是开辟之前大小的 1.5 倍。
这种规则只适用于VS编译器不同的编译器有不同的扩容规则。
为了防止编译器不断的给 string 对象扩容空间造成资源的浪费我们可以使用 reserve 直接给对象预留一定大小的空间 其中因为一些内存对齐等原因实际内存空间与我们设定的有一些出入但一定不会比我们设置的小。
2.3、resize resize 将有效字符的个数改成 n 个多出的空间用字符c填充。 resize 可以扩容空间并进行初始值填充 可以看到 resize 与 reserve 不同。使用 resize 进行扩容的时候也进行了字符填充使对象的有效字符长度也发生了变化。 在vs编译器中默认填充的字符是 \0 。
我们也可以指定填充的字符写成如下形式 如果指定的 n 值比 size 小则会删除数据保留前 n 个 size 变为 5 capacity 的值不变。
2.4、总结
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()。clear()只是将string中有效字符清空不改变底层空间大小。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如果是将元素个数减少底层空间总大小不变。reserve(size_t res_arg0)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。
3、string类对象的访问及遍历操作
函数名称功能说明operator[]返回pos位置的字符const string类对象调用begin endbegin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 rendbegin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forC11支持更简洁的范围for的新遍历方式
3.1、operator[] 与 at operator[] 返回pos位置的字符是一个运算符重载关于运算符重载的内容在《类和对象二》里有过详细的说明。 at 的作用与 [] 类似都是获取指定下标的数据只不过在越界的处理方面有些不同。如果 [] 中的下标越界程序会直接发生断言错误终止程序而如果 at 指向的下标越界则会进行抛异常。 3.2、begin end
我们想要打印一个数组除了使用运算符重载 [] 外还可以使用 begin 与 end 获取迭代器。具体用法如下 关于迭代器大家暂时可以先理解为指针 begin 是第一个位置的指针 end 是最后一个位置的下一个位置的指针。 3.3、rbegin rend rbegin 与 rend 获取的是反向迭代器目前阶段同样可以先把他们看作指针其中 rbegin 指向最后一个数据的位置 rend 指向第一个位置的前一个位置 用法如下 3.4、 const类型迭代器
当使用 const 类型来接收string类对象时如果直接使用关键字 interator 来定义迭代器变量编译器会报错。 所以为了保证权限不被放大需要使用关键字 const_iterator 来定义迭代器变量 3.5、范围for
打印一个数组还有另一种方法就是使用 范围for 具体用法如下 实际上范围for的底层就是使用迭代器来实现的。
4. string类对象的修改操作
函数名称功能说明push_back在字符串后尾插字符cappend在字符串后追加一个字符串operator (重点)在字符串后追加字符串strc_str(重点)返回C格式字符串find(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replace替换字符串pos位置len长度的字符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insert在str中插入字符erase在str中删除字符find_first_of找到其中任意一个字符并返回其位置find_last_of
4.1、push_back、append、operator push_back 在字符串尾部插入字符具体用法如下 append 在字符串尾部插入字符串具体用法如下 相比较于以上两种接口最简单且最常用的其实是 operator 具体用法如下 4.2、insert 与 erase insert 在字符串的 pos 位置插入字符串或者 n 个字符。
比如在字符串 world 的第 0 个位置插入字符串 hello 在字符串 helloworld 第 5 个位置插入 1 个字符 erase 在字符串的 pos 位置删除 n 个字符。
例如在字符串 hello world 的第 6 个位置删除 1 个字符 如果指定的 n 超出了字符串的有效范围或者不指定 n 的值就删除到字符串最后的位置。 注意 insert 与 erase 不推荐经常使用因为他们可能都要挪动数据效率低下。
4.3、find 与 replace find 从字符串的 pos 位置向后寻找指定字符返回该字符在字符串中的位置如果没有指定 pos 的值就使用缺省参数 0 。如果字符串中没有找到指定字符就返回 npos 即无符号整型 -1 。
例如找到字符串 hello world 中 的位置 找到字符串 hello world i love you 中第二个 的位置 replace 替换字符串 pos 位置 len 长度的字符。
例如把字符串 hello world i love you 中所有的 都替换为 %20 这样每次使用 replace 来替换字符都会扩容空间为了提高效率我们可以使用 reserve 来提前开辟空间 4.4、substr 与 rfind substr 在str中从 pos 位置开始截取 n 个字符然后将其返回。
例如打印字符串 string.cpp 的后缀 如果我们不指定 n 的值就使用缺省参数 npos 即无符号整型 -1 。 不指定 pos 的值就是用缺省参数 0 不过也有时文件的名字中存在多个字符 . 为了寻找文件真正的后缀我们需要找到最后一个 . 的位置。可以使用 rfind 从字符串pos位置开始往前找指定字符返回该字符所在的位置 4.5、c_str c_str 返回C格式字符串。
打印字符串有如下两种方式 其中第一种s 是自定义类型 是自定义类型重载的流插入。第二种 s.c_str() 返回的是C格式字符串的指针类型为 char* 是库里面的流插入。如果把 s.c_str() 返回的指针强转成其他类型就会打印出指针而不是字符串 如果把字符串进行以下处理后这两种打印方式得到的结果是不同的 可知如果我们使用流插入来打印string对象会以 size 的大小来打印不会关注 \0 。而使用流插入来打印 char* 类型的指针就会打印到 \0 后结束。
4.6、find_first_of 与 find_last_of find_first_of 在字符串中从前往后找到其中任意一个字符并返回其位置。
例如把一段字符串中所有的 a、b、c、d 都替换为 * 。 find_last_of 在字符串中从后往前找到其中任意一个字符并返回其位置。
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输入运算符重载operator输出运算符重载getline 重点获取一行字符串relational operators大小比较
5.1、getline 当我们使用 cin 来提取字符串时字符串中不能含有空格因为 cin 在遇到空格、\n 等字符时会默认提取结束。
为了解决这个问题我们可以使用 getline
int main()
{string str;//cin str;getline(cin, str);return 0;
} 关于string类的使用相关内容就讲到这里希望同学们多多支持如果有不对的地方欢迎大佬指正谢谢
