C++STL之string的使用-创新互联

对于C语言中的字符串，我们只能使用char类型数组保存，并且是以'\0'结尾的.

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操作起来非常不方便而且底层空间需要用户自己访问，非常造成容易越界访问.

这个时候，C++的STL中的string类就很好解决了这些.

string的使用

1.string类对象的常见构造

2. string类对象的容量操作

3. string类对象的访问及遍历操作

4. string类对象的修改操作

5.string类非成员函数

string的使用

string的使用主要是使用一些接口，下面将列出一些常用的接口使用.

1.string类对象的常见构造

当我们用string初始化对象时，可采用以下方法：

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

看下列代码

void Teststring()
{
	string s1; // 构造空的string类对象s1
	string s2("hello hmylq"); // 用C格式字符串构造string类对象s2,即包含'\0'
	string s3(s2); // 拷贝构造s3
}

来分别看一下它们的值

这样就成功初始化了.

与从同时初始化的方法还有一种，就是赋值运算符重载"=",也可以进行初始化.

string s = "lqhmy";

2. string类对象的容量操作

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

void Teststring()
{
	// 注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
	string s("hello, hmylq!");
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.length()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
	cout<< s<< endl; 
}

capacity为当前底层空间容量，而size和length为当前字符串大小.

可以看到已经将字符串s的大小输出出来了.

void Teststring()
{
	string s("hello, hmylq!");
	// 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
	s.clear();
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
}

此时clear是将字符串清空，大小变为0，但是容量不会改变.

void Teststring()
{
	string s("hello, hmylq!");
	// 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
	s.clear();
	// 将s中有效字符个数增加到10个，多出位置用'a'进行填充
	// “aaaaaaaaaa”
	s.resize(10, 'a');
    cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
}

注意是将有效字符增加到10个，并不是容量！

可以看到resize已经成功把10个字符用’a'进行了填充.

resize还有注意的是,如果第二个参数不给值，会默认缺省值为'\0'

看下面的例子

void Teststring()
{
	string s("hello, hmylq!");
	// 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
	s.clear();
	// 将s中有效字符个数增加到10个，多出位置用'a'进行填充
	// “aaaaaaaaaa”
	s.resize(10, 'a');
	// 将s中有效字符个数增加到15个，多出位置用缺省值'\0'进行填充
	// "aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0"
	// 注意此时s中有效字符个数已经增加到15个
	s.resize(15);
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
	cout<< s<< endl;
}

此时虽然字符串显示的是10个‘a'，但是有效字符长度已经到了15，再向后插入字符将会在第16个字符进行插入.

void Teststring()
{
	string s("hello, hmylq!");
	// 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
	s.clear();

	s.resize(10, 'a');
	// 将s中有效字符个数缩小到5个
	s.resize(5);
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
	cout<< s<< endl;
}

可以看到有效长度已经缩小到了5个，但是总容量没有变化，而且这次是将有效字符长度缩小，所以会将多余的字符舍弃掉，只会留下前5个字符.

reserve

void Teststring()
{
	string s;
	// 测试reserve是否会改变string中有效元素个数
	s.reserve(100);
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
}

来看结果

可以看到reserve并没有改变size即有效元素的个数，只改变了容量大小，但我们开辟了100个空间，但为什么容量是111呢？

其实系统开辟空间默认是15个字节，当不满足需求时，将每次以1.5倍的速度扩容，直到大于或者等于指定的容量.

void Teststring()
{
	string s;

	s.reserve(100);
	// 测试reserve参数小于string的底层空间大小时，是否会将空间缩小
	s.reserve(50);
	cout<< s.size()<< endl;
	cout<< s.capacity()<< endl;
}

结果如下：

可以看到空间并不会缩小，依然是111.

与此同时有需要注意的几个点如下：

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。
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，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，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

operator[] （重点）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 rbegin获取最后一个字符的迭代器 + rend获取第一个字符前一个位置的迭代器
范围for C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

void Teststring()
{
	string s1("hello lq");
	const string s2("Hello hmy");
	cout<< s1<< " "<< s2<< endl;
	cout<< s1[0]<< " "<< s2[0]<< endl;
	s1[0] = 'H';
	cout<< s1<< endl;

	// s2[0] = 'h'; 代码编译失败，因为const类型对象不能修改
}

可以看到我们直接用下标访问到string类中的第0个字符，当然还可以是别的下标位置.

获取到之后不仅可以使用，还可以进行修改.

例如我们将s1中的第一个字符'h'改成了'H'.

非常的方便.

下面说string的遍历.

一共有三种方法：

需要注意的以下三种方式除了遍历string对象，还可以遍历时修改string中的字符，
另外以下三种方式对于string而言，第一种使用最多

1.for+operator[]

for (size_t i = 0; i< s.size(); ++i)
		cout<< s[i]<< endl

2.迭代器

string::iterator it = s.begin();
    while(it != s.end())
    {
        cout<<*it<

3.范围for

for(auto& ch : s)
    {
        cout<< ch<< endl;
    }

4. string类对象的修改操作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+= (重点)        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
接下来看各接口的使用
void Teststring()
{
	string str;
	str.push_back(' '); // 在str后插入空格
	str.append("hello"); // 在str后追加一个字符"hello"
	str += 'h'; // 在str后追加一个字符'h'
	str += "lq"; // 在str后追加一个字符串"lq"
	cout<< str<< endl;
	cout<< str.c_str()<< endl; // 以C语言的方式打印字符串
}
看输出结果
可以发现都已经成功插入了
在string中push_back只能插入字符，append只能追加字符串，当然字符串可以是一个字母.
而+=既可以插入字符也可以插入字符串，所以我们平常使用+=居多.
void Teststring()
{
	// 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;
}
我们都知道文件后缀是以 . 结尾
我们想获取文件的后缀名，首先要先找到.的位置，利用find或者rfind（这里使用rfind因为.一般都是偏后，所以是从后向前找），然后如果找到了，会返回这个位置的下标，否则返回npos，然后我们想获取.后面的内容，可以利用substr切取子串，从第6个位置开始，向后截取（总大小-6）个长度，即.后面的长度，这样就可以获得了.
其中的npos 是string中的一个静态成员变量        
static const size_t npos = -1;
void Teststring()
{
	// 取出url中的域名
	string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
	cout<< url<< endl;
	size_t start = url.find("://");
	//如果start等于了npos，说明没有找到，即这个url是非法的.
	if (start == string::npos)
	{
		cout<< "invalid url"<< endl;
		return;
	}
	//如果找到了，因为此时位置是在':'这个位置，所以必须将这个位置+=3跳过这个位置，此时的位置在"://www"中的第一个w位置
	start += 3;
	//然后开始寻找第一个/位置
	size_t finish = url.find('/', start);
	//此时从start到finsh之间的东西就是我们所需要的url域名
	string address = url.substr(start, finish - start);
	cout<< address<< endl;
}
上面的就是取出url域名的操作了
在这个操作中需要注意的是：
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.string类非成员函数operator+                                        尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
operator>>                       （重点） 输入运算符重载
operator<<                                   （重点） 输出运算符重载
relational operators（>,>=,<,<=,==）                     （重点） 大小比较
这里前三个前面已经说过了，主要说一下最后一个，就是字符串可以利用大于、小于、等于号等进行比较（按字典序比较）
void Teststring()
{
	string s1("abcde");
	string s2("bcdef");
	if (s1 >s2)
		cout<< "s1 >s2"<< endl;
	else if (s1< s2)
		cout<< "s1< s2"<< endl;
	else
		cout<< "s1 == s2"<< endl;
		
}
结果应当是s1
符合了我们预期的结果.
这里想说明字符串可以直接利用运算符进行比较大小.
stl的string的使用就到此结束了，下一章将详细讲述它的模拟实现.
如果有疑问或者错误的地方，欢迎提出或指正哦.
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