C++ STL：string类(1) |了解string|编码|常用接口|迭代器|算法查找|auto|范围for

上篇文章：

https://blog.csdn.net/2401_86123468/article/details/153867060?spm=1001.2014.3001.5501

此章节之后，就要学会看文档，有关C++的网址推荐：

非官方，但排版清晰易于查询：https://legacy.cplusplus.com/reference/

官方：https://en.cppreference.com/index.html

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1.了解string类

1.1C语言中的字符串

C语言中，字符串是以'\0'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，但这些库函数与字符串是分离开的，不符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，并且有越界访问的风险，整体而言并不太方便。

1.2 使用场景

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。

2.标准库中的string类

2.1string类

注意：虽然我们称string为容器，但在容器列表中，并没有string。

原因是：string类出现的要比STL早。

要想查看string类，就需要在此处：

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string实现出一个basic_string的类模板：

而我们常说的string实际是被typedef出来的，string是basic_string的char。

在basic_string中，模板实例化出以下四种：

其中，string中一个字符占一个字节，使用UTF-8存储：

wstring（指宽字节），一个字符占两个字节（不同平台下，也可能是4个字节）：

u16string中一个字符占两个字节，使用UTF-16存储：

u32string中一个字符占4个字节，使用UTF-32存储：

2.2编码

上述的内容，涉及到有关编码的内容，编码是值和符号的映射关联集合，之前我们接触到的编码就是ASCII。

而上述的编码只适用于欧美国家的使用，而全球统一的编码是通过Unicode表示。

在Unicode中，含有三个主要的编码集：UTF-8（以一个字节为单位）、UTF-16（以两个字节为单位）、UTF-32（以四个字节为单位）。

其中，UTF-8是接触最多的，也称之为变长编码

2.2.1gbk

我国设计的编码标准，通过两个字节表示一个汉字，同样也兼容ASCII，windows汉化全部都使用gbk标准。

如下，两个汉字和一个\0，占5个字节。

3.string常用接口说明

https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/

首先明确，string是basic_string的类模板，string是typedef出来的。

需要包含的头文件：

3.1string类对象的常见构造

 根据第三点，显示出的npos，是指string定义的一个const静态成员变量。

析构

赋值

3.2string类对象的访问

3.2.1operator[ ]

支持普通对象和const对象

可以实现修改，也可以插入

底层逻辑实现

上述代码，通过&返回，可以修改返回对象，如果用指针，还需要解引用。

另外·，有在之前的文章讲过，C语言普通数组的越界检查是一种抽查，但在此时，得到了解决，C++转换为函数调用，包含assert断言。

3.2.2at

at的作用和operator[ ]作用相似，只不过它会抛异常。

3.3string类对象的容量操作及遍历操作

3.3.1size length

这里的size和length的结果都相同，那为什么相同的作用会有两种表达方式呢？

原因是早期设计string时就是以length设计，直到将STL引入，对于接口有相似功能的都会设计同一个名字，所以添加了size并且我们推荐size。

因为length是对于string比较合适，但对于更宽泛的就不太合适了，比如之后的二叉树，定义一个叫length的接口倒是没有size合适。

4.迭代器

4.1正向迭代器

迭代本身就是用来遍历的，在string这个类域中，有一个iterator的类型。

在一个类域里面含有另一个类型，会有两种情况：内部类或者在内部typedef定义出来的。

而iterator就是typedef定义出来的。

我们可以在iterator中定义对象：

此种行为类似于指针，那么在iterator中，又定义出begin和end：

begin是开始的位置，end是最后一个字符的下一个位置

示例：

注意：迭代器不等价于指针，只是行为像指针。

上述代码所显示的作用，迭代器产生的效果与下标+[ ] 是相同的，但是对于STL所有容器，迭代器是通用的，对于往后的vector，链表等，迭代器更适合。

链表实现简单举例：

4.2常量迭代器

迭代器有普通迭代器(iterator)和常量迭代器(const_iterator)的区分。

4.3反向迭代器

迭代器中，剩余的是由C++11新增，作用与const修饰的一样，只不过是为了规范新增，日常更多的还是使用C++98的形式

总结：

迭代器提供统一的方式遍历修改容器

算法可以泛型化，算法借助迭代器处理容器的数据。

5.算法示例

需包含头文件：#include<algorithm>

5.1查找

在数组中查找和在链表中查找，将迭代器写成模板，通过容器的迭代器区间，找到返回first，没有找到返回last。

6.auto关键字

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。

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&

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。

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不能直接用来声明数组

注意：auto会导致代码的可读性降低。

7.范围for

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
内用于选代的变量，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。

范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历

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。

注意：如果要修改范围for，需要加&

如果对象比较大，并且不想让它产生拷贝，那在使用&后，尽量在前方加上const

另外，支持迭代器的容器，都可以用范围for，数组也支持（特殊处理）

范围for的底层：

本章完。