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C++标准库介绍及使用string类的详细过程

作者:清风~徐~来

C++中将string封装为单独的类,string 类是 C++ 标准库中的一个非常重要的类,用于表示和操作字符串,这篇文章主要介绍了C++标准库介绍及使用string类,需要的朋友可以参考下

一.string类介绍

  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。
  C++中将string封装为单独的类,string 类是 C++ 标准库中的一个非常重要的类,用于表示和操作字符串。string类位于命名空间std(标准库)下,使用string类记得加上头文件#include,并且使用命名空间using namespace std或者using std::string

//使用时记得加上
#include<string>
using std::string;//或者using namespace std;
//源代码大致框架
namespace std
{
	class string
	{
	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;
	};
}

二.string类的静态成员变量

静态成员变量:static const size_t npos = -1;

int main()
{
	//static const size_t npos = -1;
	//typedef unsigned long long size_t
	//-1的原码:10000000 00000000 00000000 00000001
	//-1的反码:11111111 11111111 11111111 11111110
	//-1的补码:11111111 11111111 11111111 11111111
	//npos:-1的补码按照无符号整形打印出的值,由于静态成员变量,类外使用时加上类域
	cout << string::npos << endl;//32位环境:4294967295
	return 0;
}

三.string类的常用接口

1.构造函数(constructor)

int main()
{
	string s1;
	string s2("hello xzy");
	string s3(s2);
	string s4(s2, 6, 8);
	string s5("hello xzy", 5);
	string s6(10, 'x');
	cout << s1 << endl;//输出:
	cout << s2 << endl;//输出:hello xzy
	cout << s3 << endl;//输出:hello xzy
	cout << s4 << endl;//输出:xzy
	cout << s5 << endl;//输出:hello
	cout << s6 << endl;//输出:xxxxxxxxxx
	return 0;
}

2.析构函数(destructor)

~string(); 程序结束前自动调用,释放堆区动态开辟的资源

3.运算符重载(operator)

1.operator=

int main()
{
	string s1;
	string s2;
	string s3;
	//赋值重载
	s1 = "hello xzy";
	s2 = s1;
	s3 = 'v';
	//拷贝构造
	string s4 = s1;
	cout << s1 << endl;//输出:hello xzy
	cout << s2 << endl;//输出:hello xzy
	cout << s3 << endl;//输出:v
	cout << s4 << endl;//输出:hello xzy
	return 0;
}

2.operator[]

char& operator[] (size_t pos); 返回字符引用,用于下标访问,且可以修改。常用。

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	s1[6] = 'w';
	s1[7] = 'j';
	s1[8] = '\0';
	cout << s1 << endl;//输出:hello wj
	s1[10] = 'A';//下标越界,内部断言assert报错
	return 0;
}

3.operator+=

string& operator+= (const string& str); 常用。

string& operator+= (const char* s);

string& operator+= (char c);

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	string s2(" how are you");
	s1 += s2;
	cout << s1 << endl;
	s1 += "???";
	cout << s1 << endl;
	s1 += '!';
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

4.operator+

string operator+ (const string& lhs, const string& rhs);
string operator+ (const string& lhs, const char* rhs);
string operator+ (const char* lhs, const string& rhs);

int main()
{
	string s1("hello");
	string s2 = s1 + " world";
	string s3 = "xzy " + s1;
	string s4 = s2 + s3;
	cout << s2 << endl; //hello world
	cout << s3 << endl; //xzy hello
	cout << s4 << endl; //hello worldxzy hello
	return 0;
}

4.string的四种迭代器(iterator)

  迭代器是一种用于遍历容器元素的对象(并非类,而是设计模式中的一种行为模式),它提供了一种通用的访问容器元素的方式,无论容器的类型和数据结构如何。迭代器在C++标准库中被广泛使用,特别是在处理如vector、list、map等容器时。

1.正向迭代器 iterator

返回正向迭代器:可以修改字符串。

2.反向迭代器 reverse_iterator

返回反向迭代器:可以修改字符串。

3.const修饰的正向迭代器 const_iterator

返回const修饰的正向迭代器:不可以修改字符串。

const_iterator begin() const;

const_iterator end() const;

4.const修饰的反向迭代器 const_reverse_iterator

返回const修饰的反向迭代器:不可以修改字符串。

const_reverse_iterator rbegin() const;

const_reverse_iterator rend() const;

5.四种迭代器源代码

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	string::iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
	string s2("hello xzy");
	string::reverse_iterator rit = s2.rbegin();
	while (rit != s2.rend())
	{
		cout << *rit << " ";
		++rit;
	}
	cout << endl;
	const string s3("hello xzy");
	string::const_iterator cit = s3.begin();
	while (cit != s3.end())
	{
		//*cit += 2; s3不能修改
		cout << *cit << " ";
		++cit;
	}
	cout << endl;
	const string s4("hello xzy");
	string::const_reverse_iterator crit = s4.rbegin();
	while (crit != s4.rend())
	{
		//*crit += 2; s4不能修改
		cout << *crit << " ";
		++crit;
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

5.string类对象的容量操作

注意:

//在VS2022下的string类
class string
{
private:
	char* _buff[16]; //有效数据小于16,存放在这里
	char* _str;      //有效数据大于等于16,存放在这里
	size_t _size;
	size_t capacity;
};
int main()
{
	string s;
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
	cout << "making s grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}
	cout << "VS2022下的string类的大小:" << sizeof(s) << endl;
	return 0;
}

int main()
{
	string s1("hello xzy how are you");
	cout << s1.length() << endl;   //21
	cout << s1.size() << endl;     //21
	cout << s1.max_size() << endl; //2147483647
	cout << s1.capacity() << endl; //31
	string s2("hello xzy how are you");
	s2.reserve(100);//扩容:不一定扩100,但一定大于等于n,取决于编译器,Linux中的g++编译器扩的是100
	cout << s2.empty() << endl;    //0
	cout << s2.capacity() << endl; //111
	s2.shrink_to_fit();            //缩容
	cout << s2.capacity() << endl; //31
	string s3("hello xzy how are you");
	s3.resize(9);
	cout << s3 << endl; //hello xzy
	s3.resize(15, 'w');
	cout << s3 << endl; //hello xzywwwwww
	return 0;
}

6.string类对象的修改操作

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	s1.push_back('!');
	cout << s1 << endl; //hello xzy!
	s1.pop_back();
	cout << s1 << endl; //hello xzy
	s1.append(" how are you");
	cout << s1 << endl; //hello xzy! how are you
	//可以用+=取代尾插
	s1 += "???";
	cout << s1 << endl; //hello xzy! how are you???
	string s2("hello xzy!!!");
	string s3;
	s3.assign(s2, 6, 3);
	cout << s3 << endl; //xzy
	string s4("hello xzy");
	s4.insert(0, "hello wj ");
	cout << s4 << endl; //hello wj hello xzy
	string s5("hello xzy!!!");
	s5.erase(9, 2);
	cout << s5 << endl; //hello xzy!
	string s6("hello xzy!!!");
	s6.replace(6, 5, "wj");
	cout << s6 << endl; //hello wj!
	string s7("hello x hello x");
	string tmp;
	tmp.reserve(s7.size());
	for (auto ch : s7)
	{
		if (ch == 'x')
			tmp += "wj";
		else
			tmp += ch;
	}
	cout << tmp << endl; //hello wj hello wj
	s7.swap(tmp);
	cout << s7 << endl;  //hello wj hello wj
	return 0;
}

const char* c_str() const; 返回C格式字符串。方便调用C中的接口

int main()
{
	string file;
	cin >> file;
	//c_str()函数用于调用C语言的函数,若直接传string,类型不符合(类和指针)
	FILE* fout = fopen(file.c_str(), "r");
	if (fout == NULL)
	{
		perror("open file fail!");
		exit(1);
	}
	char ch = fgetc(fout);
	while (ch != EOF)
	{
		cout << ch;
		ch = fgetc(fout);
	}
	fclose(fout);
	fout = NULL;
	return 0;
}

7.string类对象的查找操作

int main()
{
	//suffix:后缀
	string s1("test.cpp");
	size_t pos1 = s1.find(".");
	string suffix1 = s1.substr(pos1);
	cout << suffix1 << endl; //.cpp
	string s2("test.cpp.zip");
	size_t pos2 = s2.rfind(".");
	string suffix2 = s2.substr(pos2);
	cout << suffix2 << endl; //.zip
	string s3("hello xzy");
	size_t found = s3.find_first_of("xzy");
	while (found != string::npos)
	{
		s3[found] = '*';
		found = s3.find_first_of("xzy", found + 1);
	}
	cout << s3 << endl; //hello ***
	string str1("/user/bin/man");
	cout << endl << str1 << "的路径名与文件名如下:" << endl;
	size_t found1 = str1.find_last_of("/\\");
	cout << "path:" << str1.substr(0, found1) << endl;
	cout << "file:" << str1.substr(found1 + 1) << endl;
	string str2("c:\\windows\\winhelp.exe");
	cout << endl << str2 << "的路径名与文件名如下:" << endl;
	size_t found2 = str2.find_last_of("/\\");
	cout << "path:" << str2.substr(0, found2) << endl;
	cout << "file:" << str2.substr(found2 + 1) << endl;
	return 0;
}

8.string类对象的遍历操作

1.下标 + []

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	//1.下标+[]
	for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		s1[i] += 2;//可以修改
		cout << s1[i] << " ";
	}
	cout << endl << s1 << endl;
	return 0;
}

2.迭代器

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	//2.迭代器
	string::iterator it = s1.begin();
	while (it != s1.end())
	{
		*it += 2;//可以修改
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl << s1 << endl;
	return 0;
}

3.auto和范围for

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	//3.范围for:字符赋值,自动迭代,自动判断结束
	//  底层就是迭代器
	for (auto ch : s1)
	{
		ch += 2;//修改ch对于s1无影响,ch是它的拷贝
		cout << ch << ' ';
	}
	cout << endl << s1 << endl;
	return 0;
}

int main()
{
	string s1("hello xzy");
	for (auto& ch : s1)//引用:取别名,就可以修改s1
	{
		ch += 2;
		cout << ch << ' ';
	}
	cout << endl << s1 << endl;
	return 0;
}

1.auto关键字

#include<map>
//auto不能做参数
//void func1(auto a) error
//{}
//auto可以做返回值,但是建议谨慎使用
auto func2()
{
	return 2;
}
int main()
{
	int a = 10;
	auto b = a;//编译期间自动推导类型
	auto c = 'a';
	auto d = func2();
	//auto e; auto必须初始化,否则不知道开多少空间
	int x = 10;
	auto y = &x;
	auto* z = &x;//可以不写*
	auto& m = x;//必须加上&
	auto aa = 1, bb = 2;//right
	//auto cc = 3, dd = 4.0; error必须始终推导为同一类型
	//auto array[] = { 4, 5, 6 }; error数组不能具有其中包含“auto”的元素类型
	// auto 的价值
	map<string, string> dict; //初始化二叉树
	//map<string, string>::iterator mit = dict.begin();
	auto mit = dict.begin();
	cout << typeid(mit).name() << endl;
	return 0;
}

2.范围for

int main()
{
	int array[] = { 1, 2, 3, 4, 5 };
	//范围for适用于《容器》和《数组》
	// C++98的遍历
	for (int i = 0; i < sizeof(array) / sizeof(array[0]); i++)
	{
		cout << array[i] << ' ';
	}
	cout << endl;
	// C++11的遍历
	for (auto& i : array)
	{
		cout << i << ' ';
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

四.非成员函数:

类似C语言中的scanf(“%s”, str),但是其遇到空格会停止;
C++中引入了getline优化了scanf遇到的问题,默认遇到\n才停止,也可以自定义停止字符delim。

例题:字符串最后一个单词的长度

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main() 
{
    string str;
    getline(cin, str);
    size_t pos = str.rfind(' ');
    string sub = str.substr(pos + 1);
    cout << sub.size() << endl;
}

五.string——>OJ题

 ​把字符串转换成整数(atoi)

字符串相加

反转字符串

字符串最后一个单词的长度

验证回文串

反转字符串||

字符串中的第一个唯一字符

反转字符串中的单词|||

字符串相乘

到此这篇关于C++标准库 介绍及使用string类的文章就介绍到这了,更多相关C++使用string类内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家!

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