【C++】String类、String类的常用接口说明及其使用、STL中的迭代器使用
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（Object Oriented Programming，面向对象程序设计）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。所以C++中有了String类，而且在日常的生活工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类。
一、标准库中的String类
- 字符串是表示字符序列的类
- 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。
- 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）
- 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。
- 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。
其实在它的底层，String类就是一个字符串数组，该数组支持动态增长。
【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<char, char_traits, allocator>string;
4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。
在使用string类时，必须包含头文件以及using namespace std；
二、String类的常用接口说明及使用
string类对象的常见构造
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| string() | 构造空的string类对象，即空字符串 |
| string(const char* s) | 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) | 拷贝构造函数 |
| string(const string&s, size_t n) |
用s中的前n个字符构造新的string类对象 |
| string(const string& s,size_t pos,size_t len = npos) | 用s中的第pos个位置处取n个字符构造string类对象 |
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(10, 'a'); // 用10个字符'a'构造string类对象s3
string s4(s2); // 拷贝构造s4
string s5(s3, 5); // 用s3中前5个字符构造string对象s5
string s6("world");
s1 = s6;//赋值
string file("file.cpp");
string suffix(file, 4, 4);//从第四个位置开始取4个字符
cout << suffix << endl;
string path("c:\\test.c", 3);
cout << path << endl;//用前n个字符构造
}
string类对象的容量操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| size_t size() const | 返回字符串有效字符长度 |
| size_t length() const | 返回字符串有效字符长度 |
| size_t capacity ( ) const | 返回空间总大小 |
| bool empty ( ) const | 检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false |
| void clear() | 清空有效字符 |
| void resize ( size_t n, char c ) | 将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充 |
| void resize ( size_t n ) | 将有效字符的个数改成n个，多出的空间用0填充，少的地方删除只保留n个字符 |
| void reserve ( size_t res_arg=0 ) | 为字符串预留空间 |
void test_string4()
{
// 注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出
string s1("hello");
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.length() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
cout << s1.max_size() << endl;
cout << endl;
// 将s1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
s1.clear();
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
cout << endl;
resize
void test_string4()
{
string s;
// 将s中有效字符个数增加到10个，多出位置用'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;
}reserve
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;
}【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，reserve不会改变容量大小。
string类对象的访问操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| char& operator[] ( size_t pos ) | 返回pos位置的字符，const string类对象调用 |
| const char& operator[] ( size_t pos ) const |
返回pos位置的字符，非const string类对象调 用 |
void TestString()
{
string s1("hello World");
const string s2("Hello World");
cout << s1 << " " << s2 << endl;
cout << s1[0] << " " << s2[0] << endl;
s1[0] = 'H';
cout << s1 << endl;
for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)
{
cout << s1[i] << endl;
}
// s2[0] = 'h'; 代码编译失败，因为const类型对象不能修改
}
string类对象的修改操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|---|
| void push_back(char c) | 在字符串后尾插字符c |
| string& append (const char* s); | 在字符串后追加一个字符串 |
| string& operator+=(const string& str) |
在字符串后追加字符串str |
| string& operator+=(const char* s) | 在字符串后追加C个数字符串 |
| string& operator+=(char c) | 在字符串后追加字符c |
| const char* c_str( )const | 返回C格式字符串 |
| size_t find (char c, size_t pos = 0)const |
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 |
| size_t rfind(char c, size_t pos = npos) | 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 |
| string substr(size_t pos = 0, size_t n = npos)const |
在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其 返回 |
void TestString()
{
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 += 'w'; // 在str后追加一个字符'b'
str += "orld"; // 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
}void TestString()
{
// 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;
}void TestString()
{
// 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;
}【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。
string类非成员函数
| 函数 | 功能说明 |
|---|---|
| operator+ | 尽量少用，因为效率低 |
| operator>> | 输入运算符重载 |
| operator<< | 输出运算符重载 |
| getline | 获取一行字符串 |
| relational operators | 大小比较 |
三、STL中迭代器的使用-不破坏封装的情况下去访问容器
迭代器的接口我们可以看到如下图所示：
下面举例三种容器中正向迭代器的使用~
String
int StrToInt1(string str)
{
int value = 0;
string::iterator it = str.begin();
while (it != str.end())
{
value *= 10;
value += (*it - '0');
++it;
}
return value;
}Vector
vector<int> v;
v.push_back(1);
v.push_back(2);
v.push_back(3);
vector<int>::iterator vit = v.begin();
while (vit != v.end())
{
cout << *vit << endl;
++vit;
}List
list<int> l;
l.push_back(10);
l.push_back(20);
l.push_back(30);
list<int>::iterator lit = l.begin();
while (lit != l.end())
{
cout << *lit << endl;
++lit;
}