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【C++：STL】深入详解string类（一）：从读文档开始

news 2025/9/22 7:07:52

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前言

1 ~> 学习string类的目的

1.1 C语言中str系列库函数不好用

1.2 两道面试题

2 ~> STL标准库中的string类

2.1 简单了解string类

2.2 auto关键词和范围for

2.2.1 auto关键字

2.2.2 范围for

3 ~> string类的常见接口介绍说明

3.1 string对象的常见构造

3.2 迭代器

3.2.1 迭代器的特点

3.2.2 伟大的设计

3.2.3 const迭代器

3.2.4 rbegin() && rend()

3.3 string类对象的容量操作

3.4 string类对象的访问及遍历操作

3.4.1 operator

3.5 string类对象的修改操作（Modifiers）

3.5.1 push_back && append

3.5.2 insert && erase

3.5.3 replace

1、所有的空格替换“%%%”

3.6 string类非成员函数

4 ~> 本文完整代码

Test.cpp：

结尾

前言

上篇文章我们已经介绍了STL是什么（不仅是是C++标准库的重要组成部分，还是一个包罗数据结构与算法的软件框架），STL版本（原始版本HP版本和“御三家”：P.J.版本、RW版本以及SGI版本），STL的六大组件（迭代器、仿函数、算法——简单算法、空间配置器、容器、配接器），STL的重要性（三个维度：笔试、面试、工作）以及学习方法总结（三种境界：能用、明理、能扩展），本文博主就带大家正式进入STL的第一个容器——string类的学习。

1 ~> 学习string类的目的

1.1 C语言中str系列库函数不好用

C语言中，字符串是以^O'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。真可谓“费时又费力，吃力不讨好”。

1.2 两道面试题

在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、
快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。

面试题1：LCR 192. 把字符串转换成整数 (atoi)

面试题2：415.字符串相加

PS：这里不做讲解，过段时间博主会更新到【LeetCode代码强化刷题】这篇专栏里面。

2 ~> STL标准库中的string类

2.1 简单了解string类

我们学习到这一个阶段就要养成自己看文档的习惯了，文档才是原汁原味的、最直接的资料，这里我就不做过多介绍，以后我们进入到公司，熟悉业务的时候公司也是直接甩给你一份文档，让你自己研究去，导师，也就是你的领导也是一样，只会给一些指导，还是要靠自己的能力，好了扯远了，上半年C++网站的官方中文版下线了，如果看不懂文档没关系，我们可以借助工具，比如翻译软件、浏览器插件，都是可行的，翻译软件博主推荐网易有道翻译；插件博主推荐博主自己就在使用的彩云小译，博主的室友说夸克浏览器自带了划到那儿翻译到哪儿的翻译功能，而且不用安装任何插件，也不需要再下什么软件了，博主没试过，这里就只展示一下博主用的翻译：

网易有道翻译下载链接：网易有道翻译

彩云小译下载链接：彩云小译

这里我们就不作介绍，直接带大家来看一下string的文档：string类的文档介绍

在使用string类时，必须包含#include头文件（string）以及using namespacestd;命名空间。

2.2 auto关键词和范围for

在这里补充2个C++11的小语法，方便我们后面的学习。

2.2.1 auto关键字

（1）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。

（2）用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&

（3）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。

（4）auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用，auto用太多会降低代码的可读性，你熟悉这段代码、知道这些是什么类型倒还好，换个人过来做你的工作，一定会骂街，也就是说，auto好用但别auto满天飞，长类型可以用auto。

（5）auto不能直接用来声明数组。

2.2.2 范围for

1、对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引|入了基于范围的for循环。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，自动取数据，自动判断结束。
2、范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历。
3、范围for的底层很简单，容器遍历实际就是替换为迭代器，这个从汇编层也可以看到。

范围for很好使，也是由C++11提供的。

自动取容器数据赋值，自动迭代++、自动判断结束——被形象地称为“语法糖”。

范围for不是必须适配auto关键字使用——

3 ~> string类的常见接口介绍说明

3.1 string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s1string s2("hello friend");   // 用C格式字符串构造string类对象s2string s3(s2);            // 拷贝构造s3
}

3.2 迭代器

3.2.1 迭代器的特点

1、提供统一的方式遍历容器；

2、算法可以泛型化，算法借助迭代器处理容器的数据。

3.2.2 伟大的设计

3.2.3 const迭代器

3.2.4 rbegin() && rend()

3.3 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
resize（重点）	（改变数据，影响size）将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充
capacity	返回空间总大小
clear（重点）	清空有效字符
reserve（重点）	为字符串预留空间，请求扩容到n，给小了可能会缩容，VS不会缩，g++（Linux下）会缩容，缩容不会小于内容量
empty（重点）	检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
shrink_to_fit	缩容接口，浪费太多空间的时候用这个才有意义

1、size0与length0方法底层实现原理完全相同，引I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size0。
2、clearo只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
3、resize(size_tn）与resize(size_tn，charc)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o来填充多出的元素空间，resize(size_tn，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_tres_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。

3.4 string类对象的访问及遍历操作

函数名称	功能说明
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	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()，反向迭代器）
范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

3.4.1 operator

3.5 string类对象的修改操作（Modifiers）

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+=(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

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。

3.5.1 push_back && append

这里的assign和赋值操作略有重叠，就不详细介绍了。

3.5.2 insert && erase

3.5.3 replace

replace（替换一部分）——这个接口设计得贼复杂，要小心，效率不高，少用，如果是少量数据用没什么大问题，要挪动数据，谨慎用。

1、所有的空格替换“%%%”

这个用replace效率就太扯淡了。

	//所有空格替换为%%%//用replace实现的话这个效率太扯淡了string s4("hello               world hello friend");cout << s4 << endl;size_t pos = s4.find(' ');while (pos != string::npos){s4.replace(pos, 1, "%%%");//找下一个空格pos = s4.find(' ', pos + 2);}cout << s4 << endl;

我们用前面介绍过的reserve、范围for来实现——

	string s5("hello               world hello friend");cout << s5 << endl;string s6;s6.reserve(s5.size());for (auto ch : s5){if (ch != ' '){s6 += ch;}else{s6 += "%%%%";}}cout << s6 << endl;//s5 = s6;//赋值

3.6 string类非成员函数

函数名称	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）	大小比较

上面表格里的的这几个接口大家先了解一下，OJ题目中会有一些体现它们的使用。string类中还有
一些其他的操作，这里不再一一列举，大家在需要用到时不明白了查文档即可。

4 ~> 本文完整代码

Test.cpp：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS  1
#include<iostream>
#include<string>
#include<algorithm>
#include<list>
using namespace std;////string头文件包含
//void Test_string1()
//{
//	//构造函数
//	string s1;
//	string s2("hello world");
//	string s3(s2);
//
//	cout << s1 << endl;
//	cout << s2 << endl;
//	cout << s3 << endl;
//
//	//部分拷贝
//	string s4(s2, 0, 5);
//	cout << s4 << endl;
//
//	//pos位置拷贝到结尾
//	string s5(s2, 6, 15);
//	//就算没有15个字符，因为拷贝就到结尾，所以不用担心越界
//	cout << s5 << endl;
//
//	//从第6个开始拷贝，一直拷贝到结尾
//	string s6(s2, 6);
//	cout << s6 << endl;
//
//	//拷贝前6位
//	string s7("hello world", 6);
//	cout << s7 << endl;
//
//	//10个*
//	string s8(10, '*');
//	cout << s8 << endl;
//
//	//修改s7的值，重新赋值
//	s7 = "xxxx";
//	cout << s7 << endl;
//}////operator[]
//class string
//{
//public:
//	char& operator[](size_t pos)
//	{
//		return _str[pos];
//	}
//private:
//	char* _str;
//	size_t _size;
//	size_t _capacity;
//};//迭代器
void Print(const string& s)
{//const修饰的是iterator//const string::iterator it1 = s.begin();//修饰对象不对string::const_iterator it1 = s.begin();while (it1 != s.end()){////不能修改，会报错//*it1 = 'x';cout << *it1 << " ";++it1;}cout << endl;//reverse——扩容string::const_reverse_iterator it2 = s.rbegin();//rbegin()反向迭代器while (it2 != s.rend()){////不能修改，会报错//*it2 = 'x';cout << *it2 << " ";++it2;}cout << endl;
}void Test_string2()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1[0] = 'x';cout << s1 << endl;cout << s1[0] << endl;////越界有严格的断言检查//s1[12];// 断言//s1.at(12);//抛异常cout << s1.size() << endl;//推荐cout << s1.length() << endl;//同理//下标 + []//遍历 || 修改for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++){s1[i]++;}cout << s1 << endl;//行为很像是指针一样的东西，不等价于指针，但是迭代器底层还是指针实现的string::iterator it1 = s1.begin();while (it1 != s1.end()){(*it1)--;//修改cout << *it1 << " ";++it1;}cout << endl;list< int> lt;//链表尾插lt.push_back(1);lt.push_back(2);lt.push_back(3);list<int>::iterator lit = lt.begin();while (lit != lt.end()){cout << *lit << " ";++lit;}cout << endl;Print(s1);//string::iterator ret1 = find(s1.begin(),s1.end(),'x');auto ret1 = find(s1.begin(), s1.end(), 'x');if (ret1 != s1.end()){cout << "找到了x" << endl;}//list<int>::iterator ret2 = find(lt.begin(), lt.end());auto ret2 = find(lt.begin(), lt.end(), '2');if (ret2 != lt.end()){cout << "找到了2" << endl;}//C++11int i = 0;//通过初始化表达式值自动推荐对象类型auto j = i;auto k = 10;auto p1 = &i;//指定一定是指针auto p2 = &i;cout << p1 << endl;cout << p2 << endl;//引用int& r1 = i;//r2不是int&引用，是intauto r2 = r1;//r3是int&引用auto& r3 = r1;//这才是引用cout << &r2 << endl;cout << &r1 << endl;cout << &i << endl;cout << &r3 << endl;//r1、i地址一样，r2和r1、i地址不一样//r2不是int& 引用，而是int//C++11//范围for//自动取容器数据赋值，自动迭代++，自动判断结束//for(auto ch : s1)//编译时替换成迭代器for (char ch : s1)//{cout << ch << ' ';}cout << endl;for (auto e : lt)//{cout << e << ' ';}cout << endl;//C++11//范围for//自动取容器数据赋值，自动迭代++，自动判断结束// 又被称为语法糖//for(auto ch : s1)//编译时替换成迭代器for (auto& ch : s1)//{ch -= 1;}cout << endl;/*for(char ch : s1)*/for (const auto& ch : s1){cout << ch << ' ';}cout << endl;for (auto e : lt)//{cout << e << ' ';}cout << endl;//1、支持迭代器的容器，都可以用范围for//2、数组也是支持的（特殊处理）int a[10] = { 1,2,3 };for (auto e : a){cout << e << " ";}cout << endl;
}void TestCapacity()
{string s1;//明确知道要插入多少字符，提前扩容，之后就不用扩容了，能够提高效率// 一把开（空间）到位，确定空间需求//反过来，如果不知道，就不要用reserves1.reserve(200);size_t old = s1.capacity();//记录原来的有效空间for (size_t i = 0; i < 200; i++){s1.push_back('x');if (s1.capacity() != old){cout << s1.capacity() << endl;old = s1.capacity();}}cout << endl << endl;//多换一次行，看得明显一点
}void test_string3()
{string s1("hello world");cout << s1.max_size() << endl;cout << s1.size() << endl;//不包含结尾的\0，\0不算有效字符cout << s1.capacity() << endl;//存储实际有效字符的个数，不包含结尾的\0s1.clear();//清理cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl << endl;TestCapacity();string s2("hello world");cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl;s2.reserve(5);//缩容，原来的就有11个字节，现在只有5个//缩容的接口函数s2.shrink_to_fit();cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl;string s3("hello world");cout << s3 << endl;//resize——改变数据（影响size）// <（小于）当前对象的size，相当于保留前n个，删除后面的数据s3.resize(5);cout << s3 << endl;// >（大于）当前对象的size，相当于插入数据//插入所需字符直到达到n个，空间不够会自动扩容s3.resize(10, 'x');cout << s3 << endl;s3.resize(20, 'y');cout << s3 << endl;
}void Test_string4()
{string s1("hello world");//尾插一个%s1.push_back('%');//追加s1.append("hello friend");cout << s1 << endl;s1.append(10, '#');//追加10个#cout << s1 << endl;string s2("pear hello!");//s1.append(s2);s1.append(++s2.begin(), --s2.end());cout << s1 << endl;//+=：拼接字符串string s3("hello world");s3 += ' ';s3 += "hello world";cout << s3 << endl;//为什么不重载成成员函数？//重载到全局，不改变自己的原因——cout << s3 + "xxxxx" << endl;cout << "xxxxx" + s3 << endl;//xxxxx可以到第一个位置去//assign和赋值有些重叠s3.assign("yyyy");cout << s3 << endl;
}void Test_string5()
{string s1("hello world");cout << s1 << endl;//头插（效率低）5个xs1.insert(0, "xxxxx");cout << s1 << endl;//在指定位置头插一个#s1.insert(0, 1, '#');cout << s1 << endl;s1.insert(5, 1, '#');cout << s1 << endl;s1.insert(s1.begin(), '$');cout << s1 << endl;string s2("hello world");cout << s2 << endl;//头删：第一个字符s2.erase(s2.begin());cout << s2 << endl;s2.erase(0, 1);//头删：0位置的字符cout << s2 << endl;s2.erase(5, 2);//删除5位置的两个字符cout << s2 << endl;//删除5位置之后的数据s2.erase(5);cout << s2 << endl << endl;string s3("hello world");cout << s3 << endl;//replace：替换一部分（这个的接口设计的贼复杂）//replace要小心，尽量少用，效率不高s3.replace(5, 1, "%%%%");//第5个位置用4个%替换' '位置cout << s3 << endl;//第5个位置用*替换3个%s3.replace(5, 3, "*");cout << s3 << endl;//所有空格替换为%%%//用replace实现的话这个效率太扯淡了string s4("hello               world hello friend");cout << s4 << endl;size_t pos = s4.find(' ');while (pos != string::npos){s4.replace(pos, 1, "%%%");//找下一个空格pos = s4.find(' ', pos + 2);}cout << s4 << endl;string s5("hello               world hello friend");cout << s5 << endl;string s6;s6.reserve(s5.size());for (auto ch : s5){if (ch != ' '){s6 += ch;}else{s6 += "%%%%";}}cout << s6 << endl;//s5 = s6;//赋值
}//int main()
//{
//	//Test_string1();
//	try
//	{
//		//Test_string1();
//		//Test_string2();
//		//Test_string3();
//		//Test_string4();
//		Test_string5();
//	}
//	catch (const exception& e)
//	{
//		cout << e.what() << endl;
//	}
//
//	return 0;
//}#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{//string s1, s2;//cin >> s1 >> s2;//cout << s1 << endl;//cout << s2 << endl;string str;cin >> str;//getline控制字符串什么时候结束getline(cin, str);//比scanf和cin强getline(cin, str, '#');size_t pos = str.rfind(' ');//倒着往前找if (pos != str.size()){cout << str.size() - (pos + 1) << endl;}else{cout << str.size() << endl;}return 0;
}