C++ STL中容器string超详细讲解
目录
- 1. 标准库中的string
- 1.1 auto和范围for
- 2. string常用接口说明
- 2.1 string类的常见构造
- 2.2 string类的插入
- 2.3 string类的删除
- 2.4 string类的拼接
- 2.5 string类的替换
- 2.6 string类的查找
- 2.7 string类的容量
- 2.8 string类的遍历和访问
- 2.9 string类的交换
- 2.10 string类的运算符
- 2.11 string类中的substr函数
前言：在学习string之前，我们得先了解STL容器，什么是STL容器呢？
STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的 组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。
下图是STL的六大组件，后面会一一的了解容器，算法，仿函数，迭代器等等
那么C++的STL库的作用是什么？这就不得不说没学C++之前都是使用的C语言刷题，写一道题需要大量的代码，而C++提供STL库，我们可以使用里面的算法，它都帮我实现好了，比如两个队列模拟实现栈，C语言需要手动创建队列的结构，而利用STL直接套用就行。
好了话不多说，我们直接开始学习第一个容器string！！！
1. 标准库中的string
1.1 auto和范围for
auto:
在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，后来这个不重要了。C++11中，标准委员会变废为宝赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。
什么意思呢？就跟类模板推导参数类型类似。
#include<IOStream>
#include<string>
using namespace std;
int func1()
{
return 10;
}
auto func2()
{
return 100;
}
void func3(auto x) //error: 不允许使用auto做参数
{
}
int main()
{
auto a = 10; //这里的auto=int
auto* ra = &a; //auto=int
auto rra = &a; //auto=int*
auto b=3.14; //auto=char
auto& rb=b;
int ma = 10, mb = 30, mc = 90;
auto md = 100, me = 200;
auto ch = 'a', z = 10;//error,auto只对ch推导
return 0;
}
1. auto声明指针类型时：用auto和auto*没有区别；但是在声明引用类型时，必须加&（即auto&）；
2. 当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量；
3. auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用；
4. auto不能直接用来声明数组。
这里可能觉得使用auto没什么用，但是到了后面的容器就会觉得太安逸了。
范围for：
for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围 内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代（自动++），自动取数据，自动判断结束。（即arr数组中取得值赋值给ch，ch自动++，自动判断结束）
相对于for循环，三个自动胜过一切。常用于数组和对象的遍历。那范围for是如何实现的？这就得去理解它的底层迭代器，至于什么是迭代器，模拟实现得时候会初步讲解，现在只需要理解如何使用！
void test01()
{
int arr[10] = { 1,2,3,4,5 };
for (auto& e : arr)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
char s[] = { "hello,world" };
for (auto& ch : s)
{
cout << ch;
}
cout << endl;
string str("hello world");
for (auto ch : str)
{
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
}
int main()
{
test01();
return 0;
}
这里建议使用引用，这里是普通数组还好，如果是对象呢？那每次取值得时候就得调用拷贝构造！
2. string常用接口说明
2.1 string类的常见构造
https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/?kw=string（官网关于string的介绍）
这里来说一些构造非常常用的接口：
| 函数名 | 功能说明 |
| string() | 默认构造，构造空字符串 |
| string(const char* s) | 用字符串构造string类型字符串（string不含\0） |
| string(size_t n, char c) | 构造由n个字符c构成的字符串 |
| string(const string&s) | 拷贝构造，用string对象构造另一个string对象 |
| ~string() | 析构函数：浅拷贝（自动生成的足够）/深拷贝（需要手动实现） |
void test02()
{
string s1;
cout << s1 << endl;
string s2("A ship in harbor is safe, but that's not what ships are built for");
cout << s2 << endl;
string s3("hello world");
cout << s3 << endl;
string s4(10, 'x');
cout << s4 << endl;
string s5(s2);
cout << s5 << endl;
}
2.2 string类的插入
（1）尾插：末尾插入数据
| void push_back(char); |
void test03()
{
string s1("hello world");
s1.push_back(' ');
s1.push_back('x');
s1.push_back('i');
s1.push_back('a');
s1.push_back('o');
s1.push_back('l');
s1.push_back('i');
cout << s1 << endl;
s1.pop_back();
cout << s1 << endl;
}
（2）使用insert在指定位置插入数据
| string& insert (size_t pos, size_t n, char c); //在pos位置插入n个字符c |
| string& insert (size_t pos, const char* s); //在pos位置插入字符串 |
| string& insert (size_t pos, const string& str); //在pos位置插入string |
void test05()
{
string s1("hello,xiaoli");
//头插
s1.insert(0, 3, 'x');
s1.insert(0, "excuse");
//中间插入
string s2("hi");
s2.insert(1,3,'z');
s2.insert(2, "hello");
//尾插
string s3("today");
s3.insert(4, s2);
}
2.3 string类的删除
（1）尾删：尾部删除数据
| void pop_back(); |
void test06()
{
string s1("hello,xiaoli");
s1.pop_back();
s1.pop_back();
s1.pop_back();
cout << s1 << endl;
}
（2）erase：任意位置的删除
| string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos); |
| iterator erase (iterator first, iterator last); //迭代器版本的删除指定范围数据 |
void test07()
{
string s1("hello,xiaoli");
s1.erase(0, 2);
s1.erase(5, 3);
string s2("hello,tomorror");
string::iterator it = s2.begin();//迭代器
s2.erase(it + 3, it + 5);
}
2.4 string类的拼接
（1）append：在字符末尾拼接字符/字符串
| string& append (const string&amjavascriptp; str); |
| string& append (const char* s); |
| string& append (size_t n, char c); |
void test08()
{
string s1("hello,xiaoli");
s1.append(3, 'x');
string s2("hello,tomorror");
s2.append(" today");
s2.append(s1);
}
2.5 string类的替换
（1）assign：为字符串分配一个新值，替换其当前内容。
| string& assign (size_t n, char c); |
| string& assign (const char* s); |
| string& assign (const string& str); |
void test09()
{
strin编程客栈g s1("hello,xiaoli");
s1.assign("excuse me");
cout << s1 << endl;
string s2("hello,tomorror");
s2.assign(s1);
cout << s2 << endl;
}
（2）replace：将字符串中以字符pos开头并跨len字符的部分（或字符串中介于[i1,i2) 之间的部分替换为新内容
| string& replace (size_t pos, size_t len, const string& str); |
| string& replace (size_t pos, size_t len, const char* s); |
| string& replace (size_t pos, size_t len, size_t n, char c); |
这里每一个都有对应的迭代器版本！
//replace
void test10()
{
string s1("hello,xiaoli");
s1.replace(2, 3, 5,'x');//从下标为2的位置开始长度为3个字符替换成5个x
cout << s1 << endl; ////hexxxxx,xiaoli
string s2("hello,tomorror");
s2.replace(3, 5, "excuse"); //helexcusemorror
cout << s2 << endl;
}
可能有点懵，就是我只是保证从pos开始跨len个字符的部分内容修改，其余内容不变。这len个字符替换成给的内容。就比如s1,我只保证llo内容改变，llo替换成xxxxx，其余不动。
2.6 string类的查找
（1）find：查找字符串中的内容（如果指定pos，就从pos位置开始查找，仅匹配其中一个字符是不够的，而是整个序列必须匹配；如果匹配返回匹配的第一个位置的下标，否则返回npos）
| size_t find (char c, size_t pos = 0) const; |
| siz编程客栈e_t find (const char* s, size_t pos = 0) const; |
| size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const; |
//find
void test11()
{
string s1("hello,xiaoli");
cout<<s1.find("llo")<<endl; //从下标为0开始找,返回2
cout << s1.find("he",6)<< endl; //从下标为6开始找，返回18446744073709551615
string s2("hello,tomorror");
cout << s2.find(s1, 3) << endl; //返回18446744073709551615
}
（2）rfind：从后往前开始匹配
| size_t rfind (char c, size_t pos = 0) const; |
| size_t rfind (const char* s, size_t pos = 0) const; |
| size_t rfind (const string& str, size_t pos = 0) const; |
//rfind
void test12()
{
string s1("hello,xiaoli");
cout << s1.rfind("llo") << endl; //从下标为0开始往前找
cout << s1.rfind("he", 6) << endl; //从下标为6开始往前找
string s2("hello,tomorror");
cout << s2.rfind(s1, 3) << endl;
string s3("hello,today,hello tomorror");
cout<<s3.rfind("hello")<<endl; //12,匹配第二个hello
cout<<s3.find("hello")<<endl; //0，匹配第一个hello
}
注意：rfind是从尾往前（即从右往左）开始找，但是子字符串时从左往右开始匹配。
2.7 string类的容量
（1）size：字符串的有效字符的长度
| size_t size() const; |
void test13()
{
string s1("hello,xiaoli");
cout << s1.size() << endl; //12
string s2("hello,tomorror");
cout << s2.size() << endl; //14
}
（2）capacity：字符串的总空间大小
| size_t capacity() const; |
void test14()
{
string s1("A ship in harbor is safe, but that's not what ships are built for");
cout << s1.capacity() << endl; //79
string s2("hello,tomorror");
cout << s2.capacity() << endl; //15
}
（3）length：字符串的有效字符的长度
| size_t length() const; |
void test13()
{
string s1("hello,xiaoli");
cout << s1.length() << endl; //12
string s2("hello,tomorror");
cout << s2.length() << endl; //14
}
(4)reserve：开辟指定大小的空间，当n<size()时，reserver不会改变容量大小。
| void reseandroidrve (size_t n = 0); |
void test15()
{
string s1("A ship in harbor is safe, but that's not what ships are built for");
s1.reserve(120);
cout << s1.capacity() << endl;
string s2("hello,tomorror");
cout << s2.capacity(js) << endl;
s2.reserve(10);
cout << s2.capacity() << endl;
}
注意：这里reserve(120)，编译器会多开几个空间，因为编译器的扩容是按1.5倍增长。
（5）empty：检查字符串是否是空串
| bool empty() const; |
（6）clear：清空有效字符
（7）resize：将有效字符的个数变成n个，多出的空间用字符c填充。
| void resize (size_t n); |
| void resize (size_t n, char c); |
void test16()
{
string s1("xiaoli");
cout << s1.size() << endl;//6
cout << s1.capacity() << endl;//15
//s1.resize(20);
//cout << s1.size() << endl; //20
//s1.resize(12);
//cout << s1.size() << endl; //12
s1.resize(3);
cout << s1.size() << endl; //3
cout << s1.capacity() << endl; //15
}
2.8 string类的遍历和访问
（1）operator[ ]：访问指定下标的元素（string类里面已经实现operator[ ]的重载）
| char& operator[] (size_t pos); |
| const char& operator[] (size_t pos) const; |
void test17()
{
string s1("xiaoli");
cout << s1[2] << endl;
}
at同operator[ ]，就不再叙述了。
（2）front和back：取首元素和最后一个元素，一样的操作。
（3）begin：返回第一个字符迭代器（通俗一点：返回第一个字符的指针）
end：返回最后一个字符迭代器（通俗一点：返回最后一个字符的指针）
（4）rbegin：返回最后一个字符迭代器（通俗一点：返回第一个字符的指针）
rend：返回第一个字符迭代器（通俗一点：返回最后一个字符的指针）
注意：（3）和（4）与迭代器有着非常紧密的关系，会常常使用
这里一般用于数组或者对象的遍历。如下：有三种遍历方式
void test18()
{
string s1("hello xiaoli");
//遍历方式
// 下标 + []
for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
{
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
// 迭代器
string::iterator it = s1.begin(); //在模拟实现的时候具体讲解
while (it != s1.end())
{
(*it)++;
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
// 范围for
for (auto ch : s1)
{
ch--;
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
}
2.9 string类的交换
（1）swap：交换两个string的内容
| void swap (string& str); |
void test19()
{
string s1("hello xiaoli");
string s2("A ship in harbor is safe, but that's not what ships are built for");
swap(s1, s2);
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
}
2.10 string类的运算符
（1）operator=：赋值运算符，在string中实现了函数重载（相当于修改字符串内容），其实功能和assign是类似的。
| string& operator= (char c); |
| string& operator= (const char* s); |
| string& operator= (const string& str); |
void test20()
{
string s1("I Love you!");
s1 = "hello,world";
cout << s1 << endl;
s1 = 'x';
cout << s1 << endl;
}
（2）operator+=：在string中实现了函数重载（相当于在末端追加字符串内容），相当于push_back的升级版，多了尾插字符串和string功能。
| string& operator+= (char c); |
| string& operator+= (const char* s); |
| string& operator+= (const string& str); |
void test21()
{
string s1("I Love you!");
s1 += "hello,world";
cout << s1 << endl;
s1 += ' x';
cout << s1 << endl;
}
（3）上面两个都是成员函数，这里余下的大小关系的比较是不属于成员函数的，因为成员函数的第一个参数是隐藏的this指针，而比较可能是字符和字符比较，也可以是字符串和字符串比较。
并且字符和字符串比较都是先比较第一个字符，比较的是字符的ascll码值。
void test21()
{
string s1("I Love you!");
string s2("I love Code");
cout << (s1 < s2) << endl;//注意优先级关系
cout << (s1 == s2) << endl;//注意优先级关系
}
（4）operator>> 和 operator<< ：输入流和输出流，也是非成员函数，理由和上面一样，第一个不一定是this指针。
2.11 string类中getline函数
在 C++ 中，使用 >> 运算符进行输入提取时，默认情况下确实会以空白字符（包括空格、制表符、换行符等）作为分隔符，并在遇到空白字符时停止当前的提取操作.
而使用getline，则分为两种情况，一种是遇到'\0'停止；另一种是遇到自己定义的终止符停止提取。
| istream& getline (istream& is, string& str);（遇到'\0'停止） |
| istream& getline (istream& is, string& str, char delim);（遇到delim停止） |
void test22()
{
string str;
cin >> str; // 输入 "Hello World"
cout << str; // 输出 "Hello"（只提取到第一个空格前的内容）
}
第一种:读取一整行，遇到'\0'停止
void test23()
{
string s;
getline(cin, s); // 输入 "Hello World"
cout << s; // 输出 "Hello World"（读取整行内容）
}
第二种:读取一整行，遇到delim停止
void test24()
{
string s1;
getline(cin, s1, '#'); // 输入 "Hello World"
cout << s1; // 输出 "Hello World"（读取整行内容）
}
2.11 string类中的substr函数
| string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const; |
substr：生成子字符串，返回一个新构造的对象，其值初始化为该对象的子字符串的副本。也就是选取该字符串的一部分构造一个新对象。
void test25()
{
string s1("A ship in harbor is safe, but that's not what ships are built for");
cout << s1.substr(3, 15) << endl;
string s2 = s1.substr(5, 10);
cout << s2 << endl;
}
那么到这里，string一些常见的接口就了解的差不多了，下一期来模拟实现string。
到此这篇关于C++ STL中容器string超详细讲解的文章就介绍到这了,更多相关stl容器string内容请搜索编程客栈(www.devze.com)以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程客栈(www.devze.com)！
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