【C++】string 的使用（初步会用 string，看这一篇文章就够了）

STL 简介

标准模板库，是C++标准库的重要组成部分。主要是数据结构和算法的库。

io流 是C++库里的东西

六大组件：

string 简介

<string> - C++ Reference

string 是管理字符串的类，是管理字符数组是顺序表，现实中的复杂类型都是通过字符串来表达的

标准库的东西都放在std这个命名空间里，如果std没有展开，就要 std::string

C语言也有管理字符串：<string.h>里strxxx系列的库函数

string 的使用

注意：以下的 pos 是下标，从 0 开始！！！

构造函数 (constructor)

（1）：无参的构造
（2）：拷贝构造
（3）：复制从字符位置 pos 开始并跨越 len 字符的 str 部分（如果 str 太短或 len 是 string::npos，则复制到 str 的末尾）
（4）：用常量字符串初始化
（5）：拷贝s数组的前n个进行初始化
（6）：用n个字符初始化
（7）：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{string s1;string s2(s1); // (const string& str)string s3("hello world"); // (const char* s)string s4("张三");string s5(10, '*'); // (size_t n, char c)cout << s1 << endl; // 在 string类 外面重载了流插入、留提取，可以直接使用// 省略打印 s2 - s5 的代码string s6(s3, 6, 5); // (const string& str, size_t pos, size_t len = npos)cout << s6 << endl;return 0;
}

为什么 string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos); 给了缺省参数？

npos 是 string 这个类里公共的静态成员常量，给的-1是整型的最大值

	string s7(s3, 6);cout << s7 << endl; // worldstring s8(s3, 6, 100);cout << s8 << endl; // world

没给第三个参数：代表给了个很大的值（4G），长度远超后面的

析构函数 (destructor)

不管，对象出了作用域自动调用

operator= 赋值

后两个不支持也可以，没多大意义

	s1 = s4;cout << s1 << endl; // 张三s1 = "000001";cout << s1 << endl; // 000001s1 = '2';cout << s1 << endl; // 2

2. 修改操作 (Modifiers)

push_back

append 追加

（1）：追加string对象
（2）：追加string对象从subpos下标位置开始的sublen个字符
（3）：追加常量字符串
（4）：追加常量字符串的前n个
（5）：追加n个字符
（6）：

	// 增string s1("hello");// 尾插入一个字符s1.push_back(' ');// 尾插一个字符串s1.append("world");cout << s1 << endl; // hello world

C语言中字符串追加：strcat
缺点：效率低，每次先找到 '\0' 再追加；不能自动扩容，你先要自己开够空间，否则报错

string 只管插入，空间不够？交给对象s1，s1其实就是管理字符数组的顺序表

class string
{operator+=(char ch) // 调push_backoperator+=(const char* str) // 调appendprivate:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};

operator+=

	string s1("hello");s1 += ' ';s1 += "world";cout << s1 << endl; // hello world

assign 赋值

为字符串分配一个新值，替换其当前内容。很少用

	string s1("hello world");s1.assign("ssssss");cout << s1 << endl; // ssssss

insert 插入

插入字符串。尽量少用，有效率问题

	string s1("000001");s1.insert(0, "hello");cout << s1 << endl; // hello000001s1.insert(5, "world");cout << s1 << endl; // helloworld000001s1.insert(0, 3, 'x');cout << s1 << endl; // xxxhelloworld000001s1.insert(s1.begin() + 10, 3, 'y');cout << s1 << endl; // xxxhellowoyyyrld000001

erase 删除

（1）：删除从 pos 位置开始，并跨越 len 长的字符。len 给大或不给，删完
（2）：擦除 p 指向的字符
（3）：擦除范围 [first，last] 中的字符序列

	string s1("hello world");s1.erase(5, 1);cout << s1 << endl; // helloworlds1.erase(5);cout << s1 << endl; // hellostring s2("hello world");s2.erase(0, 1);cout << s2 << endl; // ello worlds2.erase(s2.begin());cout << s2 << endl; // llo world

replace 替换

	// world替换成 xxxxxxxxxxstring s1("hello world hello C++");s1.replace(6, 5, "xxxxxxxxxx");cout << s1 << endl; // hello xxxxxxxxxx hello C++s1.replace(6, 10, "yyyyy");cout << s1 << endl; // hello yyyyy hello C++// 所有空格替换成20%string s2("hello world hello C++");string s3;for (auto ch : s2){if (ch != ' ')s3 += ch;elses3 += "20%";}s2 = s3;cout << s2 << endl;

3. 容量 (Capacity)

size 数据个数

 建议用 size

length 长度

	string s1("hello world");cout << s1.size() << endl;   // 11cout << s1.length() << endl; // 11

历史：最开始 string 用的很多，就在标准库里写了个 string。单有 string 肯定不够，开发了 STL，后来发现 string 应该放到 STL 里面。

 string 不属于 STL，但他们是同类；把 string 归到 STL 里也合适

C语言用的 strlen；C++ string 最开始用的是 length-长度，STL 出来以后被迫加上 size（统一性）
顺序表、链表等线性表可以叫 length-长度；树、哈希等非线性叫 size

max_size

返回字符串可以达到的最大长度

不同编译器下结果不同，没用

capacity

返回当前为字符串分配的存储空间的大小，以字节表示

不同编译器下结果不同，没用

clear 清理数据

擦除字符串的内容，该字符串将变为空字符串（长度为 0 个字符）。但不释放空间

	string s1("hello world");cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;size_t old = s1.capacity();for (size_t i = 0; i < 100; i++){s1 += 'x';if (old != s1.capacity()){cout << "扩容：" << s1.capacity() << endl;old = s1.capacity();}}cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;s1.clear();cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;

reserve 请求更改容量

应用场景：知道要开多少空间，提前一把开好，避免慢慢扩容的代价

单纯开空间，只改变 capacity，不改变 size

n > 容量：扩，且扩的 >= n
n < 容量：执行不具约束力的请求，去缩小 string 的 capacity：容器自行优化，允许 string 的 capacity > n

	string s;s.reserve(100); // 知道string要插入100个cout << s.capacity() << endl;size_t old = s.capacity();for (size_t i = 0; i < 100; i++){s += 'x';if (old != s.capacity()){cout << "扩容：" << s.capacity() << endl;old = s.capacity();}}//s.clear();//cout << s.capacity() << endl;s.reserve(10);cout << s.capacity() << endl;

不放开屏蔽的代码：        放开屏蔽的代码：

resize 开空间 + 填值初始化

开空间 + 填值初始化

n > size：则通过在末尾插入所需字符数来扩展当前内容，以达到 n 的大小。指定 c，用 c；没指定用 '\0'
n < size：缩短为其前 n 个字符，删除第 n个字符之外的字符

缩容是有代价的，很少会缩空间（以时间换空间）

	string s1("hello world");s1.reserve(100);cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;// s1.resize(200);s1.resize(200, 'x');cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;s1.resize(20);cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;s1.resize(0);cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;

shrink_to_fit 请求缩容至合适

这个请求不具约束力：容器自行优化，允许 string 的 capacity > size

不建议缩

4. 元素访问 (Element access)

operator[ ]

返回的是第pos位置字符的引用，所以能被修改

string、vector重载了[ ]，可以像数组一样使用

	string s1("hello world");cout << s1 << endl;	cout << s1.size() << endl;for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++){s1[i]++;}s1[0]--;// 遍历stringfor (size_t i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i];}cout << endl;

string s1("hello world")：常量字符串是无法改变的。所以底层是在堆上开一个数组，最后面加\0

	char s3[] = "hello world";s3[1]++; // -> *(s3+1)s1[1]++; // s1.operator[](1);

自定义类型用这个 [ ] 运算符变成调用operator，1作为参数传过去

表达式读，读的是函数调用的返回值

5. 迭代器 (Iterators)

iterators 提供一种统一的方式 访问和修改 容器的数据

iterators 是像指针的类型，不一定是指针

iterators 属于 string 这个类域

string 的底层就是指针；其他容器不一定是指针，有可能是封装的自定义类型。eg：链表

string 迭代器不好用，建议用 下标 + [ ]

begin 正向迭代器

返回开始位置

end

返回最后一个数据的下一个位置

	string s1("hello world");string::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){(*it)--; // 写：迭代器可以修改++it;}cout << endl;it = s1.begin();while (it != s1.end()){cout << *it; // 读：gdkknvnqkc++it;}cout << endl;

---

string 不喜欢用迭代器。迭代器的 3 个意义：

1. 第三种访问 string 的方式：范围for（最爱）
        语法上：依次取 s1 的数据，赋值给 ch 变量

范围 for 底层就是迭代器；不支持迭代器，就不支持范围for（栈先进先出，不支持遍历，不支持迭代器，不支持范围for）

范围for 只能正着遍历，不能倒着遍历。只有反向迭代器能倒着遍历

	string s1("hello world");// for (char ch : s1) 错：ch是每个字符的拷贝，ch的改变不影响string里的for (auto& ch : s1){ch--;}cout << endl;for (char ch : s1){cout << ch; // gdkknvnqkc}cout << endl;

2. 任何容器都支持迭代器，并且用法是类似

#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;int main()
{vector<int> v;v.push_back(1);v.push_back(2);v.push_back(3);v.push_back(4);vector<int>::iterator vit = v.begin();while (vit != v.end()){cout << *vit << " ";++vit;}cout << endl;return 0;
}

#include <iostream>
#include <list>
using namespace std;int main()
{list<int> lt;lt.push_back(10);lt.push_back(20);lt.push_back(30);lt.push_back(40);list<int>::iterator lit = lt.begin();while (lit != lt.end()){cout << *lit << " ";++lit;}cout << endl;return 0;
}

3. 迭代器和算法配合

算法要作用到数据上面去，数据在容器里一般被封装为私有，不能直接访问
算法可以通过迭代器，去处理容器中的数据

逆置是通用的，链表、数组……都可以逆置

一个底层是数组，一个底层是链表，但对我来说用法一样

#include <algorithm>
// 意义2的2个代码reverse(lt.begin(), lt.end()); // 要逆置链表，就传链表的迭代器区间……reverse(v.begin(), v.end());for (auto e : lt){cout << e << " ";}cout << endl;for (auto e : v){cout << e << " ";}cout << endl;

rbegin 反向迭代器

rend

	string s1("hello world");// string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();auto rit = s1.rbegin(); // 有了迭代器，auto的价值体现出来了while (rit != s1.rend()){(*rit) += 3;cout << *rit;++rit;}cout << endl;cout << s1 << endl;

const 对象不能用普通的迭代器，要用 const 迭代器
否则报错，相当于权限放大的问题

仔细看 2、4、14、15 行

// void Func(string s) 会调用拷贝构造（深拷贝，代价极大）。如果不改变，最好加 const
void Func(const string& s)
{string::const_iterator it = s.begin();while (it != s.end()){// *it += 2; 报错，*it是常量cout << *it << " "; // h e l l o   w o r l d ++it;}cout << endl; //string::const_reverse_iterator rit = s.rbegin();auto rit = s.rbegin();while (rit != s.rend()){// (*rit) += 3; 报错cout << *rit << " "; // d l r o w   o l l e h  ++rit;}
}int main()
{string s1("hello world");Func(s1);return 0;
}

6. 字符串操作 (String operations)

c_str

获取底层的 C 字符串。返回 C 形式指向字符数组（包函 \0）的指针

意义：和 C 的一些接口函数配合

class string
{
private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};

    string s1("hello world");cout << s1 << endl; // 调string的流插入cout << s1.c_str() << endl; // 识别成 char*

    string filename = "test.cpp";filename += ".zip";// FILE* fout = fopen(filename, "r"); 报错// FILE *fopen(const char *,const char *)”: // 无法将参数 1 从“std::string”转换为“const char *”FILE* fout = fopen(filename.c_str(), "r");

substr

把子字符串复制给另一对象

find

搜索由参数指定的序列第一次出现的位置

找到了返回：第一个匹配的第一个字符的位置；没找到返回：string::npos

（1）：要搜索的 string 中，从 pos 位开始搜索 str
（2）：……从 pos 位开始搜索字符数组。到第一个 '\0' 还没找到，结束搜索
（3）：……从 pos 位开始搜索字符数组。到第一个 '\0' 或 搜索 n 个字符后，还没找到，结束搜索
（4）：……从 pos 位开始搜索字符c
若 pos > size，永远找不到

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{string url = "ftp://www.baidu.com/?tn=65081411_1_oem_dg";// string url = "http://www.baidu.com/?tn=65081411_1_oem_dg"// string url = "https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/";// 协议  域名  资源名size_t pos1 = url.find("://");string protocol;if (pos1 != string::npos){protocol = url.substr(0, pos1);}cout << protocol << endl;string domain;string uri;size_t pos2 = url.find('/', pos1 + 3);if (pos2 != string::npos){domain = url.substr(pos1 + 3, pos2 - (pos1 + 3));uri = url.substr(pos2 + 1);}cout << domain << endl;cout << uri << endl;return 0;
}

rfind

在字符串中搜索 由参数指定的序列最后一次出现的位置

查找最后一个单词的长度；查找一个文件的后缀：test.cpp.zip

find_first_of

在字符串中搜索 由其参数指定的序列中任一字符匹配的第一个字符

	std::string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");std::size_t found = str.find_first_of("aeiou"); // 给元音字母都改成 *while (found != std::string::npos){str[found] = '*';found = str.find_first_of("aeiou", found + 1);}std::cout << str << '\n';// Pl**s*, r*pl*c* th* v*w*ls *n th*s s*nt*nc* by *st*r*sks.

find_last_of

在字符串中搜索 由其参数指定的序列中任一字符匹配的最后一个字符

find_first_not_of

在字符串中搜索 由其参数指定的序列中任一字符都不匹配的第一个字符

find_last_not_of

在字符串中搜索 由其参数指定的序列中任一字符都不匹配的最后一个字符

7. 非成员函数

getline

从 is 中提取字符并将它们存储到 str 中，直到找到分隔符 delim 或 换行

scanf / cin 有时要求连续输入多值，不论什么类型，多值之间规定 空格 / 换行 表示间隔
遇见 空格 / 换行 就认为当前读值结束。无法读有空格的字符串

	string name;// cin >> str; 无法读有空格的字符串cout << "Please, enter your full name: ";getline(cin, name);cout << "Hello, " << name << "!\n";

8. 字符串相互转换

---

为什么要写成模板？要兼容其他字符类型字符串的管理

string 是被 typedef 了，只是它里面传的是 <char>1字节
string 的本源类是 basic_string
除了 string ，还有 wstring：<wchar_t>2字节、us16string：<char16_t>2字节、us32string：<char32_t>4字节

和编码有关。
编码表也叫映射表，值和符号的一一对应关系表

例如ASCII表：英文1字节（8比特位）2^8=256，足够表示所有符号了；
ASCII不能显示中文。中国自己有 gbk；国际上有 unicode 万国码

一般1个中文2字节（16比特位）2^16=65536

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