初识C++ · string的使用(1)

目录

1 STL简介

2 string类

2.1 构造 析构 拷贝

2.2 size length

2.3 [ ]的使用

2.4 迭代器

2.5 Push_Back和append

3 sort的使用

1 STL简介

STL是一个标准库，是C++标准库的一个重要部分，那么什么是STL？STL是一个模板库，包含了算法框架和数据结构。

STL有不同的版本，比如原始版本，P.J 版本，R.W 版本，SGI版本，不同版本有不同的特点，比如SGI版本的可移植性好，比如P.J版本的可读性较差。

STL这个库里面有六大部分，分别是算法，容器，迭代器，仿函数，空间配置器，配接器。我们即将介绍的，是容器部分的string，可以形象的把容器理解为数据结构，里面还有链表list，树set，顺序表vector等。

这里简单说明，就进入string的正式部分了。

2 string类

string首先是一个类，是委员会发明类之前的一个“前车”，所以成员函数部分可能有点冗余，比如函数有120多个。

string类是字符数组，可以进行增删查改，但是这里的字符不一定是一个字节，通过后面的学习就知道了，比如w_char就是4字节，我们先不做了解。

2.1 构造 析构 拷贝

constructor就是构造的意思，所以这里面进入，就是构造函数的真面目了：

构造函数就有7个，这也是造成冗余的原因之一.

int main()
{
	string s;
	return 0;
}

 第一个构造函数使用如上，即什么也不干，那么s里面就是空的，什么也没有，也可以通过调试观察里面有什么，当然，里面有其他的，我们先不做深究。

int main()
{
	string s1("abcdefg");
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

第二个构造使用如上，很简单，但是为什么支持直接打印呢？因为流重载重载了string类，所以可以打印，那么这也是个验证的好方法。const string& str就是常量字符串的意思，所以我们给上常量字符串就行了。

int main()
{
	string s1("abcdefg");
	string s4(s1);
	return 0;
}

第四个构造使用如上，也就是给一个字符串的指针就可以了，使用很常见，也很实用。

以上3个构造函数的最常用到的，后面三个可以作为了解，毕竟有点鸡肋的。

int main()
{
	string s1("abcdefg");
	string s2(s1, 0, 3);
	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	return 0;
}

这个构造重载的参数有3个，分别是常量字符串，pos，npos，我们看文档的时候不如连蒙带猜，平时的pos使用是位置的意思，比如之前链表，顺序表的时候pos是位置的索引，即从常量字符串的pos位置开始，那么什么时候结束呢？

到npos位置的时候结束：

查看文档发现，npos的值是-1？但是是size_t类型的，并且下面写到Maximum value for size_t，结合之前介绍的char的轮盘，可以知道npos是42亿多。

那么函数的意思就是从pos位置拷贝一直到npos？什么字符串要占4个G的大小？

所以结合文档（string太短了或者len的值是npos，就会直接拷贝完）

int main()
{
	string s1("abcdefg");
	string s2(s1, 0);
	string s3(s1, 0,30);
	return 0;
}

第一个我们只给了两个参数，那么函数就使用缺省值，即npos，第二个给了三个，但是30明显超出了s1的大小，所以这俩个字符串都是拷贝完s1，实际上使用的时候不会有第二种的写法。

int main()
{
	string s5("Hello world",5);
    cout << s5 << endl;
	return 0;
}

第五个函数的意思就是从一个常量字符串里面拷贝多少个字节进去，我们从Hello World里面拷贝5个字节进去，那么打印出来就是Hello。

int main()
{
	string s7(10, 'x');
    cout << s7 << endl;
	return 0;
}

第六个函数的意思就是拷贝n个c字符到string里面去。

以上3个作为了解，实际用处不太大的。

第7个涉及到了迭代器，暂时不介绍。

destructor即析构函数，析构没什么特殊的，出了作用域，string就自己销毁了，不需要自己去销毁。

拷贝有个很舒服的地方在于可以直接使用=：

当然，重载也重载了三个拷贝函数，

int main()
{
	string s1 = "abcdefg";
	string s2 = s1;
	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	return 0;
}

使用起来也是很方便，底层是怎么操作的我们就不用深究了，但是肯定是发生了隐式类型准换的，s1想要引用，就加const即可。

第三个函数就不用深究了，作用不大。

2.2 size length

在C语言中，我们计算数组的大小常常是size/size，在string中，我们直接调用size就行了：

int main()
{
	string s1 = "abdeef";
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
	return 0;
}

但是通过文档，我们发现size和length没有区别，都是返回string的长度，那么出现两个相同功能的函数的原因是因为string发明太早了，我们对于一个字符串可以说大小也可以说长度，顺序表也是，但是对于后面的树等结构，长度不太说的过去，所以对于string来说，length最初是专门为它服务的，大小是都能用的，length只有string可以用，所以最好后面统一使用size。

2.3 [ ]的使用

以前访问数组我们通常使用下标 + [ ]进行访问，这点在string里面都是可以使用的，但是这里实际上和数组访问有区别，这里不是指针偏移，这是调用的函数，[]重载。

int main()
{
	string s1 = "abcdefg";
	for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i];
	}
	return 0;
}

可是如果到这里你觉得[]就介绍完了你就大错特错辣。

class string
{
public:
	char& operator[](size_t pos)
	{
		assert(pos < _size);
		return _str[pos];
	}

private:
	char* _str;
	size_t _size;
	size_t _capacity;
};

string里面的[]重载函数如上，第一个重点是引用返回，因为是引用返回，所以可以减少拷贝，第二个重点是，assert，因为使用了暴力检查，所以越界了就会直接报错：

既然是引用返回，所以我们可以修改字符串里面的内容，但是[]重载有两个版本，一个是普通版本没有const，一个是const版本，当我们不希望string被修改的时候就可以:

int main()
{
	const string s2("123456");
	s2[1] = 'a';
	return 0;
}

2.4 迭代器

迭代器iterator，有如上几个函数，实际上我们了解前4个就可以了，后面以c开头的其实就是const，表示迭代的元素不能被修改而已。

先看使用：


int main()
{
	string s1("Hello world");
	string::iterator it1 = s1.begin();
	while (it1 != s1.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		it1++;
	}
	return 0;
}

因为iterator是公有函数，所以使用的时候必须加上类名+类域访问符，使it1 = s1.begin()，就是相当于it1从字符H开始，end同理，end就是字符串的最后一个标志->'\0'，那么这里看起来十分像指针，但是并不是，不如我们来看看类型。

int main()
{
	cout << typeid(string::iterator).name() << endl;
	return 0;
}

吓人吧？但是目前来说我们可以把它当作指针使用，但是我们只发挥了它的一层功力。

我们现在讨论一个问题，遍历一个字符数组有多少种方式？

遍历方式1：下标 + []

int main()
{
	string s1("Hello world");
	for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i];
	}
	return 0;
}

遍历方式2：迭代器

int main()
{
	string s1("Hello world");
	string::iterator it1 = s1.begin();
	while (it1 != s1.end())
	{
		cout << *it1 << " ";
		it1++;
	}
	return 0;
}

遍历方式3：范围for

int main()
{
	string s1("Hello world");
	for (auto e : s1)
	{
		cout << e;
	}
	return 0;
}

第一种方式没有什么好说的，第二种是迭代，第三种实际上底层也是调用的迭代器，来看看:

已经出现了刚才那个一长串的类型了，就不用多说了吧？

所以范围for循环底层也是通过迭代器实现的。

当我们进入到begin的文档就会大仙有两个版本，const和普通版本：

int main()
{
	const string s1("Hello world");
	string::const_iterator it1 = s1.begin();
	while (it1 != s1.end())
	{
		cout << *it1;
		it1++;
	}
	return 0;
}

const的作用不用多说，这里要注意的是为什么const_iterator，而不是const iterator？

我们类比指针，如果是const int* p ，那么修饰的是*p，指向不能变，如果是int* const p，就是修饰的p本身，那么如果是const iterator，修饰的就是迭代器本身，本身不能改变，还谈何遍历呢?

所以C++采用的方式是const_iterator。

接着就是rbegin的使用，如果说begin是正方向遍历，rbegin就是逆方向遍历，r也不难猜出来，Reverse，逆置。

使用如下:

int main()
{
	string s1("Hello world");
	string::reverse_iterator it1 = s1.rbegin();
	while (it1 != s1.rend())
	{
		cout << *it1;
		it1++;
	}
	return 0;
}

加个reverse_，同const一样的，使用了之后begin都要变成rbegin。

可能有疑问了，这里++？为什么不是--，实际上++是重载之后的--，不难想象++就是倒着回去遍历的。

2.5 Push_Back和append及+=

数据离不开插入数据：

Push_back即尾插，在字符串末尾插入一个数据，插入之后，对应的字符串长度也会增加。

int main()
{
	string s1("Hello world");
	s1.push_back('x');
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

push_back是插入一个字符，append是插入一个字符串，append插入的字符串可以是一个字符吗？那也是可以的，一个字符也可以是字符串：

int main()
{
	string s1("Hello world");
	s1.append("x");
	s1.append("abcd");
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

当然，这里也是有许多重载的，我们也是可以连蒙带猜的去猜使用方法的，但是实际上使用最多的是第三个，后面的其实，用处不太大;

int main()
{
	string s1("Hello world");
	string s2("123456");
	s1.append(s2,4,5);
	s1.append(s2,4);
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

这里就不介绍了看看文档咯。

当然类似的，有插入就有删除，比如尾删pop_back等，就不介绍了：

但是呢，还是略显麻烦了，不就是加个字符吗？string有个堪称神力的重载:

 不管是push_back还是append在这个重载面前都黯然失色了，因为这个太方便：

int main()
{
	string s("aaa");
	s += "bbb";
	s += "c";
	cout << s << endl;
	return 0;
}

要加什么直接加上去就行了，很方便。 

3 sort的使用

讲了这么多string内部的函数，这里就介绍一点实际应用，string是一种容器(数据结构)，那么容器是存储数据的，算法是修改数据的，他们之间的联系靠迭代器完成，为什么说迭代器不是冗余的设计，因为迭代器是两者之间的桥梁，使用如下:

int main()
{
	string s1("Hello world");
	sort(s1.begin(), s1.end());
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

这里按照字典序排列，即ASCII码值排列字符串，sort所在的头文件是algorithm，中文意思就是算法的意思，sort的使用要注意左闭右开

左闭右开有个优点就是好计算总共排序多少元素，因为左减右就直接算出来了，这里是对整个string进行排序，如果想要进行部分排序，只需要:

int main()
{
	string s1("Hello world");
	sort(s1.begin(), s1.end() + 5);
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

这里是对前5个元素进行排序，可以看到离不开迭代器。

感谢阅读！

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