快速认识STL及string类

STL的简介

STL（standard template library标准模板库）是C++标准库的重要组成部分，包含一系列预定义的模板类和函数，用于实现常见的数据结构和算法。

STL的版本

STL最初由Alexander Stepanov设计开发，他在20世纪70年代末至80年代初提出了泛型编程（Generic Programming）的思想，并着手开发STL。Stepanov的设计理念是创建一组高效、可复用的算法和数据结构，通过抽象化数据类型，使得程序员能够编写与数据类型无关的代码。

• P. J. 版本:由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改。缺陷：可读性比较低
• RW版本：由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。
• SGI版本：由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程 风格上看，阅读性非常高。后续主要参考这个版本

STL的六大组件

string类

std::string 是 C++ 标准模板库中用于表示和处理字符串的一个类，位于头文件 中。它封装了字符数组的操作，提供了方便、安全且高效的字符串处理功能，是 C++ 中处理文本数据的核心工具之一

string类的常用接口说明

== string类对象的常见构造==

• string ();
  构造空的string类对象(默认构造函数default constructor)
• string(const string& str);
  拷贝构造函数

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("哈哈");
	cout << s1 << endl;
	string s2(s1);
	cout << s2 << endl;
	return 0;
}

• string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);

从str中下标为pos的位置（下标位置从零开始）处开始，复制其后长度为len的字符；当len的长度超过了字符串的长度，会从pos开始将其全部复制；如果没有给出len的长度，就会从pos位置开始将其全部复制

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("nothing is impossible");
	cout << s1 << endl;
	string s2(s1,8,2);
	string s3(s1,8,100);
	cout << s2 << endl;
	cout<< s3 << endl;
	return 0;
}

• string (const char s);*
  用C语言的格式来构造string类的对象
• string (const char s, size_t n);*
  从 s 指向的字符数组中复制前 n 个字符到新创建的 std::string 对象中。

int main()
{
	string s1("abcdefghigk", 6);
	cout << s1 << endl;

	return 0;
}

• string (size_t n, char c);
  string类对象中包含n个字符c

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s5(10, '*');
	cout << s5 << endl;

	return 0;
}

string类对象的容量操作

• size_t size() const;
  返回字符串有效字符的长度，指向最后一个字符的下一个

int main()
{
	string s("hello wor");
	cout << s.size() << endl;
	cout << s[9] << endl;
	return 0;
}

• size_t length() const;
  返回字符串的有效长度，size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入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size()。

int main()
{
	string s("hello wor");
	cout << s.length() << endl;
	cout << s[9] << endl;
	return 0;
}

• size_t capacity() const;
  返回为当前字符分配空间的总大小（字节），可以和length相等或比它大

int main()
{
	string s("hello wor");
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	return 0;
}

• void reserve (size_t n = 0);
  为string预留空间，不改变当前有效元素个数，当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserve不会改变容量大小，提前分配足够内存，避免后续操作（append，push_back）多从触发内存分配

int main()
{
	string s("hello wor");
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	s.reserve(100);
	cout << s.capacity() << endl;
	return 0;
}

• void resize (size_t n);
  void resize (size_t n, char c);
  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0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。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。当n小于capacity,capacity不会缩减，当n大于capacity，capacity会自动扩容。

int main()
{
	string s("hello wor");
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	
	
	s.resize(100,'*');
	cout << s << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	return 0;
}

• void clear();
  清除字符串中的内容，使其变为空字符串，但不改变其底层大小（capacity)

int main()
{
	string s("hello wor");
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;
	s.clear();
	cout << s << endl;
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	return 0;
}

• bool empty() const;
  检查字符串是否为空字符串，如果为空，就返回true,否则返回false

• void shrink_to_fit();
  改变字符串底层空间大小，不影响字符串的长度与内容

int main()
{
	string s("h");
	s.resize(100);
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	s.resize(10);
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	s.shrink_to_fit();
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	return 0;
}

string类对象的访问及遍历操作

• char& operator[] (size_t pos);
  const char& operator[] (size_t pos) const;
  返回pos位置字符，使用const修饰，可以使const string 类对象调用
• begin和end
  begin是获取字符串第一个字符的迭代器，end是获取最后一个字符的下一个位置的迭代器

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	string s("string");
	cout << s << endl;
	for (string::iterator a = s.begin(); a != s.end(); a++)
	{
		cout << *a << endl;
	}
	return 0;
}

• rbegin和rend

int main()
{
	string s("string");
	cout << s << endl;
	for (string::reverse_iterator a = s.rbegin(); a != s.rend(); a++)
	{
		cout << *a << endl;
	}
	return 0;
}

string类对象的修改操作

• void push_back (char c);
  在字符串尾部添加一个字符

int main()
{
	string s("string");
	cout << s << endl;
	s.push_back('a');
	cout << s << endl;
	return 0;
}

• append
  
  追加字符串
  （1）是追加一个字符串对象，（2）追加一个字符串的子串，从subpos位置开始，长度为sublen
  （3）追加一个C语言形式的字符串（4）追加字符串S的前n个（5）追加n个字符c

int main()
{
	string s("string");
	string s1("world");
	cout << s << endl;
	s.append(s1);
	cout << s << endl;
	s.append(10, 'q');
	cout << s << endl;
	s.append("dream", 2, 2);
	cout << s << endl;
	s.append("life", 2);
	cout << s << endl;
	s.append("append");
	cout << s << endl;
	return 0;
}

• std::string::operator+=
  
  在字符串后追加字符串
• c_str
  const char c_str() const;
• find
  

find 是一个用于在字符串中查找子字符串或字符的成员函数。它返回子字符串或字符第一次出现的位置索引，如果未找到则返回 std::string::npos(size_t的最大值）
(1）从pos位置开始查找子字符串str,返回第一次出现的位置索引
(2)c语言风格字符串
(3)从位置 pos 开始，查找字符数组 s 的前 n 个字符组成的子字符串，返回第一次出现的位置索引。
(4)从pos位置开始查找字符c,返回第一次出现的位置索引

int main()
{
	string s("hello world");
	string s1("world");
	size_t n1 = s.find(s1,0);
	size_t n2 = s.find(s1);
	size_t n3 = s.find("world");
	size_t n4 = s.find("world",2);
	size_t n5 = s.find("woqqrld", 0,2);
	size_t n6 = s.find('l', 2);
	cout << n1 << endl;
	cout << n2 << endl;
	cout << n3 << endl;
	cout << n4 << endl;
	cout << n5 << endl;
	cout << n6 << endl;
	
	return 0;
}

• rfind
  
  find 是一个用于在字符串中查找子字符串或字符的成员函数。它返回子字符串或字符第一次出现的位置索引(从末尾向前查找）
• substr
  string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
  从pos位置开始截取长度为len的字符串

int main()
{
	string s("hello world");
	string s1=s.substr(6,5);
	
	cout << s << endl;
	cout << s1 << endl;
	
	return 0;
}