我与C++的爱恋：string类的常见接口函数

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朋友们大家好啊，本节我们来到STL内容的第一部分：string类接口函数的介绍

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1.string类的认识

给大家分享一个c++文档

https://legacy.cplusplus.com/

在这里插入图片描述

  1. 字符串 string 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：
  6. string是表示字符串的字符串类
  7. 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。
  8. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>string;
  9. 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.常见接口讲解

2.1 string类对象的常见构造

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string() 这个函数的功能是构建一个空字符串，也是默认构造。
string(const char*s) 用c—str来构造string类对象
用法：string s1("hello world");
string(const string&s) 拷贝构造函数
用法：
string s1("hello world"); string s2(s1);
`
string (const string& str, size_t pos, size_t len= npos);
在这里插入图片描述
拷贝从pos位置开始，向后len长度，如果超过剩余长度，则遍历到字符串的末尾

注意，这里有个npos的缺省值，如果不给值，默认给npos，会遍历到字符串末尾。
了解一下npos
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npos是一个无符号常量整数-1，无符号整数-1即为整形的最大值2^32-1
用法：

string s1("hello world");
string s3(s1, 5, 3);
string s4(s1, 5, 10);
string s5(s1, 5);
cout << s1 << endl;
cout << s3 << endl;
cout << s4 << endl;
cout << s5 << endl;

输出结果：

hello world
 wo
 world
 world

string(const char*s,size_t n);
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函数的功能是拷贝字符串的前n个字符
在这里插入图片描述
string(size_t n,char c);
在这里插入图片描述
这个函数的功能就是用n个字符c来构造字符串，用法:
在这里插入图片描述

2.2 对string对象的遍历和修改

对于string遍历使用[]遍历最为方便
在这里插入图片描述
函数的功能是返回pos位置的字符

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

在这里插入图片描述
字符串长度通过s.size()来表示。
operator[]是一个重载的操作符，用于直接访问和修改字符串中特定索引位置的字符
char& operator[] (size_t pos);
返回的为引用，意味着我们还可以对这个位置进行修改。
例如：

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

在这里插入图片描述
这里我们发现还有第二种重载方式：

const char& operator[] (size_t pos) const;

const定义的对象是只读的，不能对其进行修改

迭代器iterators
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迭代器的作用是用来访问容器（用来保存元素的数据结构）中的元素，所以使用迭代器，我们就可以访问容器中里面的元素。这和访问数组这个序列的指针一样，因为数组范围内的指针就是迭代器的一种。

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

在这里插入图片描述
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begin作用是返回第一个有效位置的迭代器，end是返回最后一个元素的下一个位置，也就是/0的位置。

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虽然我们习惯使用下标来访问，但是有时候只能只能使用迭代器来访问（迭代器的访问范围更广泛），比如后面的list部分。所以迭代器才是最重要的方式。

反向迭代器
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它返回的是字符串末尾的迭代器，我们用这一组迭代器可以实现逆序遍历
在这里插入图片描述
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int main() {
	string s1("hello world");
	string::reverse_iterator it1 = s1.rbegin();
	while (it1 != s1.rend()) {
		cout << *it1 << " ";
		++it1;
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

还有const版本

const_iterator begin() const;

int main() {
	string s1("hello world");
	string::const_iterator it1 = s1.begin();
	while (it1 != s1.end()) {
		//(*it1)++;    //如果修改会编译报错
		cout << *it1 << " ";
		++it1;
	}
	cout<<endl;
	return 0;
}

对const字符串进行遍历，const_iterator是只读的，不可写
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范围for

string s1("hello world");
for (auto e : s1)
{
	cout << e << " ";
}
cout << endl;

范围for本质就是迭代器

2.3 string类对象的容量操作

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size
size的功能是返回字符串长度
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capacity

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void func2()
{
	string s;
	size_t sz = s.capacity();
	cout << sz << endl;
	for (int i = 0; i < 100; i++)
	{
		s.push_back('a');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "容量：" << sz << endl;
		}
	}
}

通过上述函数来看一下它的扩容机制
在这里插入图片描述
我们发现第一次是以2倍扩容，后面都是1.5倍扩容。

clear
clear作用是清空有效字符，但它对capacity没有影响

void func3() {
	string s("hello world");
	size_t sz = s.capacity();
	cout << s << endl;
	cout << sz << endl;
	s.clear();
	cout << s << endl;
	cout << s.capacity() << endl;

}

在这里插入图片描述
empty
检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
reserve
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。
当你知道将要在字符串中存储具体数量的字符时，使用reserve可以减少因反复增加字符串大小而导致的多次内存分配和数据复制，从而提高性能。（提前开好，减少扩容，提高效率）
扩容可能会开辟新的空间，使用reserve我们就可以减少扩容

string s;
s.reserve(100);
cout << s.capacity() << endl;

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reserve的调用是一个请求，所以他申请的空间可能大于你要的空间，但不会小于。(g++中是刚好等于你要的空间)
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reserve不会进行缩容，比当前capacity大才会进行扩容

resize
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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。
如果个数不变，resize不会对字符串进行任何修改。

void func5() {
	string str("hello");
	str.resize(10, 'x');//结果  helloxxxxx
	str.resize(2);  //结果  he
	str.resize(5);  //结果  hello
	cout << str << endl;
}

resize直接修改字符串本身，如果你增长字符串并且不指定填充字符则填充空字符’\0’ ,如果减小字符串长度，被移除的字符就被丢弃，而且无法恢复。

2.4 string类对象的修改操作

push_back
在字符串后面尾插字符

string s("abcdef");
s.push_back('e');
cout<<s<<endl;//abcdefe

append
在字符串后追加一个字符串

void test_string10() {
	string s("hell");
	s.push_back('o');
	cout << s << endl;
	s.append("world");
	cout << s << endl;
}

在这里插入图片描述
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append也可以插入string，或者插入string的部分。还可以插入n个字符

void test_string11() {
	string s("hell");
	string s1("o world!");
	s.append(s1);
	cout << s << endl;
}

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void test_string11() {
	string s("hell");
	string s1("o world!");
	s.append(s1,0,2);
	cout << s << endl;//hello 
}

还可以插入字符串的迭代区间

void test_string12() {
	string s("hell");
	string s1("o world!");
	s.append(s1.begin(),s1.end());
	cout << s << endl;
}

在这里插入图片描述
如果在这里我们不想要感叹号可以这样追加：

void test_string12() {
	string s("hell");
	string s1("o world!");
	s.append(s1.begin(),--s1.end());
	cout << s << endl;
}

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operator+=
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operator+=十分方便，我们可以直接追加一个string对象，或者一个字符串，或者一个字符。

insert和erase
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insert可以在指定位置插入数据。

void test_string13() {
	string s("hello");
	s.insert(0, "xxx");
	cout << s << endl;
}

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erase
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从pos位置开始删除，这里pos给的缺省值，如果不传参，则全部删除，len的缺省值为npos，如果len大于剩余字符长度（_size-pos），也会全部删除掉
replace
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对string对象内容进行替换

void test_string14() {
	string s("hello  ");
	s.replace(6,1, "world");//把下标为6的那个字符修改为world字符串
	cout << s << endl;
}

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find
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find用于搜索字符串中第一次出现的指定子字符串或字符的位置。如果找到了指定的子字符串或字符，find会返回它开始的位置的索引；如果没有找到，它会返回一个特殊的常量std::string::npos(这个是无效的位置)，表示未找到任何匹配。
find函数的常见用法：

  1. 搜索字符
string str = "Hello, world!";
size_t pos = str.find('w');
if (pos != string::npos) {
		cout << pos << endl;
    // 找到了字符 'W'
}
  1. 搜索子字符串
string str = "Hello, world!";
size_t pos = str.find("world");
if (pos != string::npos) {
    printf("找到了子字符串 \"world\"");
}
  1. 从指定位置开始搜索
string str = "Hello, world! world!";
size_t pos = str.find("world", 8); // 从索引8开始搜索
if (pos != string::npos) {
    printf("找到了第二个 \"world\"");
}

find函数可以搜索字符串中的内容，是处理字符串时常用的功能之一

本节内容到此结束！感谢大家阅读！！

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