模板初阶的补充和string一些函数的用法

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文章目录

前言

模板初阶的补充

一、C语言中的字符串

二、标准库中的string类

2.1 string类(了解)

2.2 string类的常用接口说明（注意下面我只讲解最常用的接口）

1. string类对象的常见构造

2.遍历string类类型的字符数组

3.反向迭代器

4. string类对象的容量操作

5. string类对象的访问及遍历操作

6. string类对象的修改操作

总结

前言

世上有两种耀眼的光芒，一种是正在升起的太阳，一种是正在努力学习编程的你!一个爱学编程的人。各位看官，我衷心的希望这篇博客能对你们有所帮助，同时也希望各位看官能对我的文章给与点评，希望我们能够携手共同促进进步，在编程的道路上越走越远！

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

模板初阶的补充

一、C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。

二、标准库中的string类

2.1 string类(了解)

string类的文档介绍

  1. 字符串是表示字符序列的类
  2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
  3. string类是使用char(即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信 息，请参阅basic_string)。
  4. string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits 和allocator作为basic_string的默认参数(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
  5. 注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个 类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。

总结：

  1. string是表示字符串的字符串类
  2. 该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作string的常规操作。
  3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string string;
  4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。

在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

2.2 string类的常用接口说明（注意下面我只讲解最常用的接口）

1. string类对象的常见构造

constructor(构造函数名称)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
string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);
//在str字符串中，从pos位置开始，拷贝len个字符的长度
// npos：是-1，因为类型是无符号整型，所以是最大的整数
void test_string1()
{
	string s0;
	string s1("hello world");
	string s2(s1);//拷贝构造
	string s3(s1, 5, 3);
	string s4(s1, 5, 10);
	string s5(s1, 5);

	cout << s0 << endl;
	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	cout << s5 << endl;

	string s6(10, '#');
	cout << s6 << endl;

	s0 = s6;
	cout << s0 << endl;
}

int main()
{
	test_string1();

	return 0;
}

2.遍历string类类型的字符数组

方法一：下标 + [ ]

void test_string2()
{
	string s1("hello world");

	//遍历string类类型的字符数组：
	// 方法一：下标+[]   size:返回有多少个字符
	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i] << " ";//这两个是一样的
		//cout << s1.operator[](i) << " ";//返回第i个位置的字符
	}
	cout << endl;

	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		s1[i]++;//还可以对pos位置的字符进行修改
	}
	cout << endl;

	for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i] << " ";
	}
	cout << endl;

	string s3("hello world");
	s3[0]++;
	cout << s3 << endl;

	cout << s3.size() << endl;
	cout << s3.capacity() << endl;
}

int main()
{
	test_string2();

	return 0;
}

方法二：迭代器

void test_string2()
{
	string s3("hello world");
	s3[0]++;
	cout << s3 << endl;

    //方法二：迭代器
	string::iterator it3 = s3.begin();//begin:获取第一个字符的位置
	while (it3 != s3.end())//end:获取最后一个字符的下一个位置(是左闭右开的格式)
	{
		cout << *it3 << " ";
		++it3;
	}
	cout << endl;

	it3 = s3.begin();
	while (it3 != s3.end())
	{
		*it3 -= 3;
		++it3;
	}
	cout << endl;

	cout << typeid(it3).name() << endl;//typeid：查看一个对象的类型
}

int main()
{
	test_string2();

	return 0;
}

方法三：范围for循环

void test_string2()
{
	string s3("hello world");
	s3[0]++;
	cout << s3 << endl;

    // 底层就是迭代器
    for (auto e : s3)
    {
	   cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
}

int main()
{
	test_string2();

	return 0;
}

3.反向迭代器

void test_string3()
{
	string s1("hello world");
	//反向迭代器
	string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();
	while (rit != s1.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;

	// 可读可写
	string::iterator it2 = s1.begin();
	while (it2 != s1.end())
	{
		*it2 += 3;

		cout << *it2 << " ";
		++it2;
	}
	cout << endl;

	// 只读
	const string s3("hello world");
	string::const_iterator it3 = s3.begin();
	while (it3 != s3.end())
	{
		// *it3 += 3;

		cout << *it3 << " ";
		++it3;
	}
	cout << endl;

	// const_reverse_iterator
}

int main()
{
	test_string3();

	return 0;
}

4. 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
capacity返回空间总大小
empty (重点)检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
clear (重点)清空有效字符
reserve (重点)为字符串预留空间**
resize (重点)将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充

string容量相关方法使用代码演示

注意：

  1. 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()。
  2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
  3. resize(size_t n) 与 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。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_t res_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。

先来看 reserve(预留空间) 和 clear(清除数据) 操作：

// reserve // 保留
// reverse // 反转 翻转
void test_string4()
{
	string s1("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;

	cout << s1.max_size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;

	// 查看扩容机制
	string s;
	s.reserve(100);//提前保留100个容量，有可能比100个容量多(它是手动扩容)

	size_t sz = s.capacity();
	cout << "capacity changed: " << sz << '\n';//第一次显示堆区上capacity空间的大小
	cout << "making s grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		s.push_back('c');//如果一直尾插到capacity空间的大小不够用的话，capacity的大小会扩大(它是自动扩容)
		if (sz != s.capacity())//新的capacity大小与旧的capacity大小的比较
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}

	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;


	s1.clear();//clear：清理数据的，不回收空间
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;

	// 缩容
	s1.shrink_to_fit();
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
}

int main()
{
	test_string4();

	return 0;
}

再来看 resize 的操作：

void test_string5()
{
	string s1("hello worldxxxxxx");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;

	// 比当前capacity大才会扩容
	s1.reserve(200);//reserve：改变的容量；resize：改变的size
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx" << endl;

	string s2("hello worldxxxxxx");
	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl << endl;

	s2.resize(10);//保留前10个数据

	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl << endl;

	s2.resize(20);//size < 20 < capacity；保留了字符串，剩下的默认用'\0'来补充

	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl << endl;

	s2.resize(100, 'x');// capacity < 100；扩容并插入'x'

	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl << endl;
}

int main()
{
	test_string5();

	return 0;
}

5. 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 + endbegin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 + rendbegin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
范围forC++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

string元素访问及遍历代码演示

6. string类对象的修改操作

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

string中插入和查找等使用代码演示

注意：

  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。
void test_string7()
{
	string s1("xhello world");
	s1.push_back('!');
	cout << s1 << endl;

	s1.append("hello bit");
	cout << s1 << endl;

	s1.append(10, 'x');
	cout << s1 << endl;

	string s2("  apple ");
	//s1.append(s2);
	//cout << s1 << endl;
	s1.append(++s2.begin(), --s2.end());
	cout << s1 << endl;

	string s3("hello world");
	s3 += ' ';
	s3 += "apple";
	cout << s3 << endl;
}

int main()
{
	test_string7();

	return 0;
}

insert 、 erase 和 replace 的操作：

void test_string8()
{
	string s1("xhello world");
	cout << s1 << endl;

	s1.assign(" xxxxx");//assign：覆盖字符串的操作
	cout << s1 << endl;

	s1.insert(0, "yyyy");//在pos位置之前插入
	cout << s1 << endl;

	s1.erase(5, 3);//从第5个位置开始，向后删除3个字符
	cout << s1 << endl;

	s1.erase();//删除字符串
	cout << s1 << endl;

	string s2("hello world hello bit");
	/*s2.replace(5, 1, "20%");//从第5个位置开始，替换一个字符为%20
	cout << s2 << endl;*/

	/*size_t pos = s2.find(' ');
	while (pos != string::npos)
	{
		s2.replace(pos, 1, "20%");
		pos = s2.find(' ');//替换完了，继续查找' '字符
	}
	cout << s2 << endl;*/

	// insert/erase/replace
	// 能少用就要少用，因为基本都要挪动数据，效率不高
	string s3;
	s3.reserve(s2.size());//提前保留好空间(s2字符的数量)
	for (auto ch : s2)
	{
		//如果ch变量等于空格，则把字符拷贝下来；否则，就将空格变为%20
		if (ch != ' ')
		{
			s3 += ch;
		}
		else
		{
			s3 += "20%";
		}
	}
	cout << s3 << endl;
	s2.swap(s3);
	cout << s2 << endl;
}

int main()
{
	test_string8();

	return 0;
}

总结

好了，本篇博客到这里就结束了，如果有更好的观点，请及时留言，我会认真观看并学习。
不积硅步，无以至千里；不积小流，无以成江海。

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