STL中容器string -- 讲解超详细
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=intauto* ra = &a; //auto=intauto rra = &a; //auto=int*auto b=3.14; //auto=charauto& 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& 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()
{string 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xcout << s1 << endl; ////hexxxxx,xiaolistring s2("hello,tomorror");s2.replace(3, 5, "excuse"); //helexcusemorrorcout << 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; |
| size_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2cout << s1.find("he",6)<< endl; //从下标为6开始找，返回18446744073709551615string 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hellocout<<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; //12string 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; //79string 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; //12string 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 reserve (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() << 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;//6cout << s1.capacity() << endl;//15//s1.resize(20);//cout << s1.size() << endl; //20//s1.resize(12);//cout << s1.size() << endl; //12s1.resize(3);cout << s1.size() << endl; //3cout << 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forfor (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。