【C++】string类基本用法

string类基本用法

1. 为什么要学习string类？

1.1 C语言中的字符串

C语言，字符串是以/0结尾的一些字符的集合，为了操作方便。C语言标准库中提供了一些str系列的函数，但是这些库函数是与字符串分开的，不符合OOP的思想，而且底层空间需要自己管理，稍不注意可能造成越界访问。

什么是OOP思想？

面向过程编程OPP：Procedure Oriented Programming，是一种以事物为中心的编程思想。主要关注“怎么做”，即完成任务的具体细节。

面向对象编程OOP：Object Oriented Programming，是一种以对象为基础的编程思想。主要关注“谁来做”，即完成任务的对象。

面向切面编程AOP：Aspect Oriented Programming，基于OOP延伸出来的编程思想。主要实现的目的是针对业务处理过程中的切面进行提取，它所面对的是处理过程中的某个步骤或阶段，以获得逻辑过程中各部分之间低耦合性的隔离效果。

2. 标准库中的string类

2.1 string类

1. 字符串是表示字符序列的类
2. 标准的字符串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串的设计特性
3. string类是使用char作为它的字符类型，使用它默认的char_traits和分配类型
4. string是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类
5. 注意：这个类独立于所使用的编码来处理字节。如果用来处理多个字节或者变长字符（UTF-8）序列，这个类的所有成员（如长度或者大小）以及它的迭代器，将仍然按照字节（而不是实际编码的字符）操作

总结：

• string表示字符串的字符串类
• 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
• string的底层实现是：basic_string模板类的别名
• 不能操作多字节或者变长字符的序列

2.2 string类的常用接口说明

1. string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
string(size_t, char c)	string对象中包含n个字符c
string(const string& s)	拷贝构造函数

void Teststring()
{string s1; // 构造空的string类对象s1string s2("hello bit"); // 用C格式字符串构造string类对象s2string s3(s2); // 拷贝构造s3
}

2. string对象的容量操作

函数名称	功能说明
size	返回字符串有效字符长度
length	返回字符串有效字符长度
capacity	返回空间总大小
empty	检测字符串释放为空串，是返回true，不是返回false
clear	清空有效字符
reserve	为字符串预留空间
resize	将有效字符的个数改成为n个，多出的空间用字符c填充

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，一般情况下都使用size()

2. clear()只是将string中的有效字符清空，不改变底层空间的大小

3. resize(size_t n)与resize(size_t n, char n)都是将字符串中的有效字符个数改变为n个，不同的是当字符个增加时：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，如果将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果将元素个数减少，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底层空间总大小时，reserve不会改变容量大小

5. string类对象的访问及遍历操作

函数名称	功能说明
operator[]	返回pos位置的字符，const string类对象调用
begin和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和rend	rbegin获取第一个字符的迭代器+rend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

4. string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+=	在字符串后追加字符串str
c_str	返回C格式字符串
find和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从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回

注意：

1. 在string尾部追加字符时， 三种实现方式差不多，通常情况下使用+=操作比较多，这个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，如果能够大概预估放多少字符，可以通过reserve把空间预留好

3. string类非成员函数

函数	功能说明
operator+	尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
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

6. vs和g++下string结构的说明

• VS下string的结构

string总共占28个字节，内部结构稍微复杂一点，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，当字符长度大于16时，从堆上开辟空间

大多数情况下，字符串的长度都小于16，那string对象创建好之后，内部已经有了16个数组固定空间，不需要通过堆创建，效率高

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

还有一个指针做一些其他的事情

• g++下string的结构

在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：

1. 空间总大小
2. 字符串有效长度
3. 引用计数
4. 指向堆空间的指针，用来存储字符串

小试牛刀

1. 仅仅反转字母

链接

class Solution {
public:string reverseOnlyLetters(string s) {int begin = 0, end = s.size();while (begin < end) {while (begin < end && !isalpha(s[begin])) {begin ++;}while (begin < end && !isalpha(s[end])) {end --;}swap(s[begin], s[end]);begin ++;end --;}return s;}
};

思路：两个指针，一个从头开始遍历，一个从尾开始遍历。不是字母就++ 或者–

2. 字符串中第一个唯一字符

链接

class Solution {
public:int firstUniqChar(string s) {int arr[26] = {0};for (auto c : s) {arr[c - 'a'] ++;}for (int i = 0; i < s.size(); i ++) {if (1 == arr[s[i] - 'a']) {return i;}}return -1;}
};

思路：将这个字符串中的每个字符出现的次数存放在一个数组当中，然后第二次遍历如果是第一个出现1说明就是我们要找的索引

3. 字符串中最后一个单词的长度

链接

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;int main() {string str;getline(cin, str);size_t pos = str.rfind(' ');if (pos != string::npos) {cout << str.size() - pos - 1 << endl;} else {cout << str.size() << endl;}return 0;
}

思路：从后往前找到第一个空格，然后直接让字符串的总长度减去空格的位置加上一个1就可以了。