string类
- 1.认识string的接口以及熟练使用常用接口
- 1.1string类对象的常见构造
- 1.2string类对象的容量操作
- 1.3string类对象的访问及遍历操作
- 1.4string类对象的修改操作
- 2.vs 和g++下string结构的说明
- 3.string类运用的笔试题
- 4.string类的模拟实现
1.认识string的接口以及熟练使用常用接口
1.1string类对象的常见构造
| 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 |
演示：
void Teststring()
{
string s1; // 构造空的string类对象s1
string s2("hello bit"); // 用C格式字符串构造string类对象s2
string s3(s2); // 拷贝构造s3
}
1.2string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 (重点) | 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) | 将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充 |
注意：
- 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()。
- clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
- 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(size_t 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。
- 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。
演示：
#include<iostream>
using namespace std;
#include<string>
//
//测试string容量相关的接口
//size/clear/resize
void Teststring1()
{
//注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
string s("helle,ljh !");
cout << s.size() << endl;
cout << s.length() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
cout << s << endl;
//将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小
s.clear();
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
//将s中有效字符个数增加到10个，多出位置yon‘a’进行填充
//"aaaaaaaaaa"
s.resize(10, 'a');
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
//将s中有效字符个数增加到15个，多出位置用缺省值'\0'进行填充
//“aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0”
//注意此时s中有效字符个数已经增加到15个
s.resize(15);
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
cout << s << endl;
//将s中的有效字符个数缩小到5个
s.resize(5);
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
cout << s << endl;
}
///
void Teststring2()
{
string s;
//测试reserve是否会改变string中有效元素个数
s.reserve(100);
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
//测试reserve参数小于string的底层空间大小时，是否会将空间缩小
s.reserve(50);
cout << s.size() << endl;
cout << s.capacity() << endl;
}
//
//利用reserve提高插入数组的效率,避免增容带来的开销
void TestPushBack()
{
string s;
size_t sz = s.capacity();
cout << "making s grow:\n" << endl;
for (int i = 0;i < 100;i++)
{
s.push_back('a');
if (sz != s.capacity())
{
sz = s.capacity();
cout << "capacity changed" << sz << endl;
}
}
}
//构建string时,如果提前已经知道string中大概要放多少个元素,可提前将string中空间设置好
void TestPushBackReserve()
{
string s;
s.reserve(100);
size_t sz = s.capacity();
cout << "making s grow:\n";
for (int i = 0; i < 100; ++i)
{
s.push_back('a');
if (sz != s.capacity())
{
sz = s.capacity();
cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}
}
}
1.3string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 | rend获取一个字符的迭代器 + rbegin获取最后一个字符下一个位置的迭代器 |
| 范围for | C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式 |
演示：
//string的遍历
//begin()+end() for+[] 范围for
//注意:string遍历时使用最多的还是for+下标或者范围for(C++11后才支持)
//begin()+end()大多数使用在需要使用STL提供的算法操作string时，比如：采用reverse逆置string
void Teststring3()
{
string s1("hello ljh");
const string s2("Hello ljh");
cout << s1 << " " << s2 << endl;
cout << s1[0] << " " << s2[0] << endl;
s1[0] = 'H';
cout << s1 << endl;
//s2[0]='h';代码编译失败，因为const类型对象不能修改
}
void Teststring4()
{
string s("hello ljh");
//3种遍历方式：
// 需要注意的以下三种方式除了遍历string对象，还可以遍历是修改string中的字符，
// 另外以下三种方式对于string而言，第一种使用最多
//1.for+operator[]
for (size_t i = 0;i < s.size();i++)
{
cout << s[i] << endl;
}
//2.迭代器
string::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << endl;
++it;
}
//string::reverse_iterator rit=s.rbegin();
//C++11之后，直接使用auto定义迭代器，让编译器推到迭代器的类型
auto rit = s.rbegin();
while (rit != s.rend())
{
cout << *rit << endl;
}
//范围for
for (auto ch : s)
{
cout << ch << endl;
}
}
1.4string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 | 返回C格式字符串 |
| find+npos | 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 |
注意：
- 在string尾部追加字符时，s.push_back© / 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。
- 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。
演示：
//测试string：
//1.插入（拼接）方式：push_back append aperator+=
//2.正向和反向查找：find()+rfind()
//3.截取字串:substr()
//4.删除：erase
void Teststring5()
{
string str;
str.push_back(' '); // 在str后插入空格
str.append("hello"); // 在str后追加一个字符"hello"
str += 'b'; // 在str后追加一个字符'b'
str += "it"; // 在str后追加一个字符串"it"
cout << str << endl;
cout << str.c_str() << endl; // 以C语言的方式打印字符串
//获取file的后缀
string file("string.cpp");
size_t pos = file.rfind('.');
string suffix(file.substr(pos, file.size() - pos));
cout << suffix << endl;
// npos是string里面的一个静态成员变量
// static const size_t npos = -1;
//取出url中的域名
string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
cout << url << endl;
size_t start = url.find("://");
if (start == string::npos)
{
cout << "invalid url" << endl;
return;
}
start += 3;
size_t finish = url.find('/', start);
string address = url.substr(start, finish - start);
cout << address << endl;
// 删除url的协议前缀
pos = url.find("://");
url.erase(0, pos + 3);
cout << url << endl;
}
2.vs 和g++下string结构的说明
注意:下面结构是在32位平台下进行验证,32位平台下指针占4个字节.
- vs下string结构
string总共占28个字节，先是有一个联合体，联合体用来定义string中字符串的存储空间：
当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组来存放
当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间
union _Bxty
{ // storage for small buffer or pointer to larger one
value_type _Buf[_BUF_SIZE];
pointer _Ptr;
char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing
} _Bx;
其次：还有一个size_t字段保存字符串长度，一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量
最后：还有一个指针做一些其他事情。
16+4+4+4=28字节
- g++下string的结构
G++下，string是通过写时拷贝实现的，string对象总共占4个字节，内部只包含了一个指针，该指针将来指向一块堆空间，内部包含了如下字段：
空间总大小
字符串有效长度
引用计数
struct _Rep_base
{
size_type _M_length;
size_type _M_capacity;
_Atomic_word _M_refcount;
};
指向堆空间的指针，用来存储字符串。
3.string类运用的笔试题
仅反转字母
class Solution {
public:
bool isLetter(char ch)
{
if('a'<=ch&&ch<='z')
{
return true;
}
if('A'<=ch&&ch<='Z')
{
return true;
}
return false;
}
void reverse(string& s)
{
size_t begin=0;
size_t end=s.size()-1;
while(begin<end)
{
if(isLetter(s[begin])&&isLetter(s[end]))
{
char temp=s[begin];
s[begin]=s[end];
s[end]=temp;
begin++;
end--;
}
else if (!isLetter(s[begin]))
{
begin++;
}
else if (!isLetter(s[end]))
{
end--;
}
}
}
string reverseOnlyLetters(string s)
{
if(s.empty())
{
return s;
}
reverse(s);
return s;
}
};
找字符串中第一个只出现一次的字符
class Solution {
public:
int firstUniqChar(string s)
{
int count[256]={0};
int size=s.size();
for(int i=0;i<size;i++)
{
count[s[i]]++;
}
for(int i=0;i<size;i++)
{
if(count[s[i]]==1)
{
return i;
}
}
return -1;
}
};
字符串里面最后一个单词的长度
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
while(getline(cin,s))
{
size_t pos=s.rfind(' ');
cout<<s.size()-pos-1<<endl;
}
return 0;
}
验证回文串
class Solution {
public:
bool isLetterOrNumber(char ch)
{
if(('a'<=ch&&ch<='z')||('A'<=ch&&ch<='Z')||('0'<=ch&&ch<='9'))
{
return true;
}
return false;
}
bool isPalindrome(string s)
{
if(s.empty())
{
return true;
}
for(auto& ch:s)
{
if('a'<=ch&&ch<='z')
{
ch-=32;
}
}
int begin=0;
int end=s.size()-1;
while(begin<end)
{
while(begin<end && !isLetterOrNumber(s[begin]))
{
begin++;
}
while(begin<end && !isLetterOrNumber(s[end]))
{
end--;
}
if(s[begin]!=s[end])
{
return false;
}
begin++;
end--;
}
return true;
}
};
字符串相加
class Solution {
public:
string addStrings(string num1, string num2)
{
int end1=num1.size()-1;
int end2=num2.size()-1;
int value1=0;
int value2=0;
int next=0;
string addret;
while(end1>=0||end2>=0)
{
if(end1>=0)
{
value1=num1[end1--]-'0';
}
else
{
value1=0;
}
if(end2>=0)
{
value2=num2[end2--]-'0';
}
else
{
value2=0;
}
int valueret=value1+value2+next;
if(valueret>9)
{
valueret-=10;
next=1;
}
else
{
next=0;
}
addret+=(valueret+'0');
}
if(next==1)
{
addret+='1';
}
reverse(addret.begin(),addret.end());
return addret;
}
};
反转字符串||
class Solution {
public:
string reverseStr(string s, int k)
{
int n=s.size();
for(int i=0;i<n;i+=2*k)
{
reverse(s.begin()+i,s.begin()+min(i+k,n));
}
return s;
}
};
反转字符串中的单词|||
class Solution {
public:
string reverseWords(string s)
{
int size=s.size();
int i=0;
while(i<size)
{
int start=i;
while(i<size&&s[i]!=' ')
{
i++;
}
int left=start;
int right=i-1;
while(left<right)
{
swap(s[left],s[right]);
left++;
right--;
}
while(i<size&&s[i]==' ')
{
i++;
}
}
return s;
}
};
反转字符串的单词|||
class Solution {
public:
string reverseWords(string s)
{
int size = s.size();
for (int i = 0; i < size;)
{
// 查找空格的位置
size_t pos = s.find(' ', i);
// 如果没有找到空格，则说明是最后一个单词
if (pos == string::npos)
pos = size;
// 反转当前单词
reverse(s.begin() + i, s.begin() + pos);
// 更新 i，跳过空格
i = pos + 1;
}
return s;
}
};
字符串相乘
//竖式相乘法
class Solution {
public:
string multiply(string num1, string num2)
{
int n1=num1.size();
int n2=num2.size();
string res(n1+n2,'0');
for(int i=n2-1;i>=0;i--)
{
for(int j=n1-1;j>=0;j--)
{
int temp=(res[i+j+1]-'0')+(num1[j]-'0')*(num2[i]-'0');
res[i+j+1]=temp%10+'0';//当前位
res[i+j]+=temp/10; //前一位加上进位，res[i+j]已经初始化为'0'，加上int类型自动转化为char，所以此处不加'0'
}
}
//去除首位'0'
for(int i=0;i<n1+n2;i++)
{
if(res[i]!='0')
return res.substr(i);
}
return "0";
}
};
找出字符串中第一个只出现一次的字符
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
string s;
cin>>s;
int count[256]={0};
for(int i=0;i<s.size();i++)
{
count[s[i]]++;
}
for(int i=0;i<s.size();i++)
{
if(count[s[i]]==1)
{
cout<<s[i];
return 0;
}
}
cout<<-1;
return 0;
}
4.string类的模拟实现
#pragma once
#include<assert.h>
#include<iostream>
#include<stdlib.h>
using namespace std;
namespace ljh
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}
/*string()
:_str(new char[1]{'\0'})
,_size(0)
,_capacity(0)
{}*/
string(const char* str = "")
:_size(strlen(str))
, _capacity(_size)
{
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
// 传统写法
// s2(s1)
//string(const string& s)
//{
// _str = new char[s._capacity+1];
// strcpy(_str, s._str);
// _size = s._size;
// _capacity = s._capacity;
//}
s2 = s3
//string& operator=(const string& s)
//{
// if (this != &s)
// {
// char* tmp = new char[s._capacity + 1];
// strcpy(tmp, s._str);
// delete[] _str;
// _str = tmp;
// _size = s._size;
// _capacity = s._capacity;
// }
// return *this;
//}
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}
// s2(s1)
string(const string& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
// s2 = s3
//string& operator=(const string& s)
//{
// if (this != &s)
// {
// string tmp(s);
// //this->swap(tmp);
// swap(tmp);
// }
// return *this;
//}
// s2 = s3
string& operator=(string tmp)
{
swap(tmp);
return *this;
}
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
const char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
size_t capacity() const
{
return _capacity;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n <= _size)
{
_str[n] = '\0';
_size = n;
}
else
{
reserve(n);
while (_size < n)
{
_str[_size] = ch;
++_size;
}
_str[_size] = '\0';
}
}
size_t find(char ch, size_t pos = 0)
{
for (size_t i = pos; i < _size; i++)
{
if (_str[i] == ch)
{
return i;
}
}
return npos;
}
size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)
{
const char* p = strstr(_str + pos, sub);
if (p)
{
return p - _str;
}
else
{
return npos;
}
}
string substr(size_t pos, size_t len = npos)
{
string s;
size_t end = pos + len;
if (len == npos || pos + len >= _size) // 有多少取多少
{
len = _size - pos;
end = _size;
}
s.reserve(len);
for (size_t i = pos; i < end; i++)
{
s += _str[i];
}
return s;
}
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size] = ch;
++_size;
_str[_size] = '\0';
}
void append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
strcpy(_str + _size, str);
_size += len;
}
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}
// insert(0, 'x')
void insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
// 17:17
size_t end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
_size++;
}
void insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
// 挪动数据
int end = _size;
while (end >= (int)pos)
{
_str[end + len] = _str[end];
--end;
}
strncpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
}
void erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos < _size);
if (len == npos || pos + len >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
size_t begin = pos + len;
while (begin <= _size)
{
_str[begin - len] = _str[begin];
++begin;
}
_size -= len;
}
}
bool operator<(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) < 0;
}
bool operator==(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool operator<=(const string& s) const
{
return *this < s || *this == s;
}
bool operator>(const string& s) const
{
return !(*this <= s);
}
bool operator>=(const string& s) const
{
return !(*this < s);
}
bool operator!=(const string& s) const
{
return !(*this == s);
}
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
public:
const static size_t npos;
};
const size_t string::npos = -1;
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
/*for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
out << s[i];
}*/
for (auto ch : s)
out << ch;
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
//s.reserve(128);
char buff[129];
size_t i = 0;
char ch;
ch = in.get();
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
buff[i++] = ch;
if (i == 128)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
//s += ch;
ch = in.get();
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
}
