C++基础（7）——STL简介及string类

目录

1.STL简介

1.1什么是 

1.2STL的历史版本

1.3STL的六大组件

 ​编辑

1.4有用的网址

2.string类

2.1string的多种定义方式

2.2string的插入

2.2.1尾插（push_back）

2.2.2insert插入 

2.3拼接（append）

2.4删除

2.4.1尾删（pop_back）

2.4.2使用erase删除

2.5string的查找

2.5.1使用find函数正向搜索

2.5.2使用rfind函数反向搜索第一个匹配项

2.6string的比较

2.7string的替换

2.8string的交换

2.9string的大小及容量

2.9.1获取有效字符的个数

2.9.3使用capacity函数获取所分配的空间的大小

 2.9.4使用resize改变当前对象的有效字符的个数

2.9.5用reserve改变当前对象容量的大小

2.9.6使用clear删除对象的内容，删除后对象变为空字符串

2.9.7使用empty判断对象是否为空

 2.10string中元素的多种访问方式

2.10.1下标

2.10.2使用at访问对象中的元素

2.10.3使用范围for访问对象中的元素

2.10.4使用迭代器访问对象中的元素

2.11string中的运算符

2.11.1=

2.11.2+=

2.11.3+

2.11.4operator>> 和 operator<<

2.11.5relational operators

2.12string中与迭代器相关的函数

2.12.1与正向迭代器相关的函数

2.12.2与反向迭代器相关的函数

2.13string与字符串之间的转换

2.13.1将字符串转换为string

2.13.2使用c_str或data将string转换为字符串

2.14string中子字符串的提取

2.14.1使用substr函数提取string中的子字符串

2.14.3使用copy函数将string的子字符串复制到字符数组中

2.15string中的getline函数

2.15.1用法一：

2.15.2用法二：

---

1.STL简介

1.1什么是 

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

1.2STL的历史版本

原始版本：

Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许 任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原 始版本一样做开源使用。 HP版本--所有STL实现版本的始祖。

P. J. 版本：

由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读 性比较低，符号命名比较怪异。

RW版本：

由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一 般。

SGI版本：

由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用，可 移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程 风格上看，阅读性非常高。我们后面学习

STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本。

1.3STL的六大组件

 

1.4有用的网址

cplusplus.com

2.string类

2.1string的多种定义方式

string();  //构造一个空字符串string(const char* s);  //用C-string构造string类string(const char* s, size_t n);  //用C-string的前n个字符构造string类string(size_t n, char c);  //用n个c字符构造string类string(const string& str);  //拷贝构造string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos);  //用从pos位置开始的长度为len的字串来构造string类

 示例：

string s1;                     
string s2("hello world");     
string s3("hello world", 3);  
string s4(10, 'a');            
string s5(s2);                 
string s6(s2, 0, 5);           

2.2string的插入

2.2.1尾插（push_back）

函数：void push_back (char c);

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s;s.push_back('X');s.push_back('Y');s.push_back('W');s.push_back('L');cout << s << endl; //XYWLreturn 0;
}

2.2.2insert插入 

函数：

string& insert (size_t pos, const string& str);//在pos位置插入string对象
string& insert (size_t pos, const char* s);//在pos位置插入字符串str
iterator insert (iterator p, char c);//在pos位置插入字符char

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("X"); //X//insert(pos, string)在pos位置插入string对象string l("Y");s.insert(2, l); //XY//insert(pos, str)在pos位置插入字符串strs.insert(1, "W"); //XYW//insert(pos, char)在pos位置插入字符chars.insert(s.end(), 'L'); //XYWLcout << s << endl; //XYWLreturn 0;
}

2.3拼接（append）

函数：string& append (const string& str);//拼接string对象
string& append (const char* s);//拼接字符串str

string& append (size_t n, char c);拼接字符char

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("I");string s2(" love");s1.append(s2); //I loves1.append(" HHR"); //I love HHRs1.append(3, '!'); //I love HHR!!!cout << s1 << endl; //I love HHR!!!return 0;
}

2.4删除

2.4.1尾删（pop_back）

函数：void pop_back();

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");s.pop_back();s.pop_back();s.pop_back();cout << s << endl; //Xreturn 0;
}

2.4.2使用erase删除

函数：string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);
iterator erase (iterator p);
iterator erase (iterator first, iterator last);

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("I love XYWL!!!");//erase(pos, n)删除pos位置开始的n个字符s.erase(11, 3); //I love XYWL//erase(pos)删除pos位置的字符s.erase(s.end()-1); //I love XYW//erase(pos1, pos2)删除[pos1,pos2)上所有字符s.erase(s.begin() + 1, s.end()); //Icout << s << endl; //Ireturn 0;
}

2.5string的查找

查找分为正向和反向：

2.5.1使用find函数正向搜索

函数：size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;//搜索与string对象所匹配的第一个位置

size_t find (const char* s, size_t pos = 0) cons//搜索与字符串str所匹配的第一个位置     
size_t find (char c, size_t pos = 0) const;//搜索与字符char所匹配的第一个位置

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("https://www.acwing.com/problem/content/submission/1/");string s2("www");size_t pos1 = s1.find(s2);cout << pos1 << endl; //8char str[] = "acwing.com";size_t pos2 = s1.find(str);cout << pos2 << endl;  //12size_t pos3 = s1.find(':');cout << pos3 << endl; //5return 0;
}

2.5.2使用rfind函数反向搜索第一个匹配项

函数：size_t rfind (const string& str, size_t pos = npos) const;搜索与string对象所匹配的第一个位置
size_t rfind (const char* s, size_t pos = npos) const;//搜索与字符串str所匹配的第一个位置
size_t rfind (char c, size_t pos = npos) const;//搜索与字符char所匹配的第一个位置

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("https://www.acwing.com/problem/content/submission/1/");string s2("1");size_t pos1 = s1.rfind(s2);cout << pos1 << endl; //50char str[] = "content";size_t pos2 = s1.rfind(str);cout << pos2 << endl;  //31size_t pos3 = s1.rfind('/');cout << pos3 << endl; //51return 0;
}

2.6string的比较

函数：int compare (const string& str) const;//雷同
int compare (size_t pos, size_t len, const string& str) const;//雷同
int compare (size_t pos, size_t len, const string& str, size_t subpos, size_t sublen) const;//雷同

比较规则（同C语言）：
 1、比较字符串中第一个不匹配的字符值较小，或者所有比较字符都匹配，但比较字符串较短，则返回小于0的值。
 2、比较字符串中第一个不匹配的字符值较大，或者所有比较字符都匹配，但比较字符串较长，则返回大于0的值。
 3、比较的两个字符串相等，则返回0。

总结：括号外的大为1，小-1，同0。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello world");string s2("hello hhy");//"hello world"和"hello hhy"比较cout << s1.compare(s2) << endl; //1//"ello"和"hello hhy"比较cout << s1.compare(1, 4, s2) << endl; //-1//"hello"和"hello"比较cout << s1.compare(0, 4, s2, 0, 4) << endl; //0return 0;
}

2.7string的替换

函数：string& replace (size_t pos, size_t len, const char* s);//将pos位置开始的len个字符替换为字符串str
string& replace (size_t pos, size_t len, size_t n, char c);将pos位置开始的len个字符替换为n个字符char

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("hello world");s.replace(6, 4, "XTWL"); //hello XYWLd//replace(pos, len, n, char)将pos位置开始的len个字符替换为n个字符chars.replace(10, 1, 1, '!'); //hello XYWL!cout << s << endl;return 0;
}

2.8string的交换

函数：void swap (string& x, string& y);
void swap (string& str);

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("hello");string s2("world");swap(s1, s2);cout << s1 << endl; //worldcout << s2 << endl; //hellos1.swap(s2);cout << s1 << endl; //hellocout << s2 << endl; //worldreturn 0;
}

2.9string的大小及容量

2.9.1获取有效字符的个数

函数：size_t size() const;
size_t length() const;

 示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");cout << s.size() << endl; //4cout << s.length() << endl; //4return 0;
}

2.9.3使用capacity函数获取所分配的空间的大小

函数：size_t capacity() const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL);cout << s.capacity() << endl; //15return 0;
}

 2.9.4使用resize改变当前对象的有效字符的个数

函数：void resize (size_t n);
void resize (size_t n, char c);

resize规则：
 1、当n大于对象当前的size时，将size扩大到n，扩大的字符为c，若c未给出，则默认为’\0’。
 2、当n小于对象当前的size时，将size缩小到n。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("XYWL");s1.resize(20);cout << s1 << endl; //XYWLcout << s1.size() << endl; //20cout << s1.capacity() << endl; //31string s2("XYWL");s2.resize(20, '0');cout << s2 << endl; //XYWL0000000000000000cout << s2.size() << endl; //20cout << s2.capacity() << endl; //31      string s3("XYWL");s3.resize(2);cout << s3 << endl; //XYcout << s3.size() << endl; //2cout << s3.capacity() << endl; //15return 0;
}

注意： 若给出的n大于当前对象的capacity，则capacity也会随其增长。

2.9.5用reserve改变当前对象容量的大小

函数：void reserve (size_t n = 0);

reserve规则：
 1、当n大于对象当前的capacity时，将capacity扩大到n或大于n。
 2、当n小于对象当前的capacity时，什么也不做（与resize不同）。

示例：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");cout << s << endl; //XYWLcout << s.size() << endl; //4cout << s.capacity() << endl; //15s.reserve(30);cout << s << endl; //XYWLcout << s.size() << endl; //4cout << s.capacity() << endl; //31s.reserve(3);cout << s << endl; //XYWLcout << s.size() << endl; //4cout << s.capacity() << endl; //31return 0;
}

注：此函数对size没任何影响

2.9.6使用clear删除对象的内容，删除后对象变为空字符串

函数：void clear();

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");//clear()删除对象的内容，该对象将变为空字符串s.clear();cout << s << endl; //空字符串return 0;
}

2.9.7使用empty判断对象是否为空

函数：bool empty() const;

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");cout << s.empty() << endl; //0s.clear();cout << s.empty() << endl; //1return 0;
}

 2.10string中元素的多种访问方式

2.10.1下标

在string中我们可以直接使用[ ]+下标访问对象中的元素。

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

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");//[]+下标访问对象元素for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){cout << s[i];}cout << endl;for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){s[i] = 'x';}cout << s << endl; //xxxxreturn 0;
}

2.10.2使用at访问对象中的元素

函数：char& at (size_t pos);
const char& at (size_t pos) const;

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){cout << s.at(i);}cout << endl;for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){s.at(i) = 'x';}cout << s << endl; //xxxxreturn 0;
}

2.10.3使用范围for访问对象中的元素

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");for (auto e : s){cout << e;}cout << endl; //XYWLfor (auto& e : s) {e = 'x';}cout << s << endl; //xxxxreturn 0;
}

2.10.4使用迭代器访问对象中的元素

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("XYWL");string::iterator it1 = s.begin();while (it1 != s.end()){cout << *it1;it1++;}cout << endl; //XYWLstring::iterator it2 = s.begin();while (it2 != s.end()){*it2 += 1;it2++;}cout << s << endl; //YZXMreturn 0;
}

2.11string中的运算符

2.11.1=

string类中对=运算符进行了重载，重载后的=运算符支持string类的赋值、字符串的赋值以及字符的赋值。

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1;string s2("XYWL");s1 = s2;cout << s1 << endl; //XYWLs1 = "hello";cout << s1 << endl;  //hellos1 = '0';cout << s1 << endl; //0return 0;
}

2.11.2+=

string类中对+=运算符进行了重载，重载后的+=运算符支持string类的复合赋值、字符串的复合赋值以及字符复合的赋值。

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1;string s2("hello");//支持string类的复合赋值s1 += s2;cout << s1 << endl; //hello//支持字符串的复合赋值s1 += " XYWL";cout << s1 << endl; //hello XYWL//支持字符的复合赋值s1 += '!';cout << s1 << endl; //hello XYWL!return 0;
}

2.11.3+

string类中对+运算符进行了重载，重载后的+运算符支持以下几种类型的操作：
 string类 + string类
 string类 + 字符串
 字符串 + string类
 string类 + 字符
 字符 + string类
它们相加后均返回一个string类对象。

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s;string s1("super");string s2("man");char str[] = "woman";char ch = '!';//string类 + string类s = s1 + s2;cout << s << endl; //superman//string类 + 字符串s = s1 + str;cout << s << endl; //superwoman//字符串 + string类s = str + s1;cout << s << endl; //womansuper//string类 + 字符s = s1 + ch;cout << s << endl; //super!//字符 + string类s = ch + s1;cout << s << endl; //!superreturn 0;
}

2.11.4operator>> 和 operator<<

函数：istream& operator>> (istream& is, string& str);
ostream& operator<< (ostream& os, const string& str);

 示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s;cin >> s; cout << s << endl; return 0;
}

2.11.5relational operators

string类中还对一系列关系运算符进行了重载，它们分别是==、!=、<、<=、>、>=。

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("abcd");string s2("abde");cout << (s1 > s2) << endl; //0cout << (s1 < s2) << endl; //1cout << (s1 == s2) << endl; //0return 0;
}

注：比较的是ASCII码

2.12string中与迭代器相关的函数

2.12.1与正向迭代器相关的函数

begin函数：返回一个指向字符串第一个字符的迭代器。

函数：iterator begin();

const_iterator begin() const;

end函数：返回一个指向字符串结束字符的迭代器，即’\0’。

函数：iterator end();

const_iterator end() const;

示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("hello string");string::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it;it++;}cout << endl; //hello stringreturn 0;
}

2.12.2与反向迭代器相关的函数

rbegin函数：返回指向字符串最后一个字符的反向迭代器。

函数：reverse_iterator rbegin();
 const_reverse_iterator rbegin() const;

rend函数：返回指向字符串第一个字符前面的理论元素的反向迭代器。

函数：reverse_iterator rend();

const_reverse_iterator rend() const;

示例： 

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("hello world");string::reverse_iterator rit = s.rbegin();while (rit != s.rend()){cout << *rit;rit++;}cout << endl; //dlrow ollehreturn 0;
}

2.13string与字符串之间的转换

2.13.1将字符串转换为string

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{//方式一string s1("hello world");//方式二char str[] = "hello world";string s2(str);cout << s1 << endl; //hello worldcout << s2 << endl; //hello worldreturn 0;
}

2.13.2使用c_str或data将string转换为字符串

函数：const char* c_str() const;
const char* data() const;

区别：

1.在C++98中，c_str()返回 const char* 类型，返回的字符串会以空字符结尾。

2.在C++98中，data()返回 const char* 类型，返回的字符串不以空字符结尾。

3.但是在C++11版本中，c_str()与data()用法相同。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("hello world ");const char* str1 = s.data();const char* str2 = s.c_str();cout << str1 << endl;cout << str2 << endl;return 0;
}

2.14string中子字符串的提取

2.14.1使用substr函数提取string中的子字符串

函数：string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;

 示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s1("abcdef");string s2;s2 = s1.substr(2, 4);cout << s2 << endl; //cdefreturn 0;
}

2.14.3使用copy函数将string的子字符串复制到字符数组中

函数：size_t copy (char* s, size_t len, size_t pos = 0) const;

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s("abcdef");char str[20];//copy(str, n, pos)复制pos位置开始的n个字符到str字符串size_t length = s.copy(str, 4, 2);//copy函数不会在复制内容的末尾附加'\0'，需要手动加str[length] = '\0';cout << str << endl; //dcefreturn 0;
}

2.15string中的getline函数

因为在之前我们知道在读入字符串是时，cin>>当读到空格时就会停止，于是我们有了getline。

2.15.1用法一：

函数：istream& getline (istream& is, string& str);

getline函数将从is中提取到的字符存储到str中，直到读取到换行符’\n’为止。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s;getline(cin, s); //输入：hello CSDNcout << s << endl; //输出：hello CSDNreturn 0;
}

2.15.2用法二：

函数：istream& getline (istream& is, string& str, char delim);

getline函数将从is中提取到的字符存储到str中，直到读取到分隔符delim或换行符’\n’为止。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{string s;getline(cin, s, 'r'); //输入：hello worldcout << s << endl; //输出：hello woreturn 0;
}