【C++】—掌握STL string类：字符串操作的得力助手

#1024程序员节｜征文#

繁星点点映夜空，晨曦微露照前程

1.string的基本概念

string是STL（标准模板库）中的字符串类型，用于表示和操作字符串数据。它是一个类，封装了char*字符指针，并管理该字符串的内存分配和释放，用户无需担心内存管理问题。

2.标准库中的string类

2.1 string类

string类的文档介绍

2.2 auto和范围for

auto关键字
auto关键字被用于自动类型推断。意味着编译器会根据初始化表达式来自动确定变量的类型，从而免去了显式指定类型的麻烦。

 •使用场景

➀简化代码： 当一个变量的类型名称特别冗长或复杂时，使用auto可以使代码更加简介明了。
➁与范围for结合： 在范围for中，auto关键字是必须的，因为循环变量会被自动推导为容器元素的类型。
➂避免类型错误： 使用auto可以减少因类型不匹配而导致的编译错误，因为编译器会负责类型推导。

 •注意事项
➊类型推导规则：auto的类型推导遵循一组特定的规则，这些规则与模板类型推导类似。当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同类型，否则将会编译报错，实际上编译器只对第一个变量进行推导，然后用推到出来的类型定义其他变量。
➋不能用于推导数组类型：auto不能用于推导数组类型。如果尝试用auto来声明一个数组变量，编译器会报错。
➌auto不能作为函数的参数: auto不能作为函数的参数,但可以作返回值，但需要谨慎使用。
➍**auto声明指针类型：**用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&

#include<iostream>
using namespace std;int func1()
{return 10;
}void func2(auto a)//不能做参数
{}auto func3()//可以做返回值，但是需谨慎使用
{return 3；
}int main()
{int a = 10;auto b = a;auto c = 'a';auto d = func1();auto e;//编译报错：‘e’:类型包含“auto”的符号必须具有初始化值的设定项auto aa = 1, bb = 2;auto cc = 3, dd = 4.0;//编译报错：在声明符列表中，“auto”必须始终推导为同一类型auto array[] = {4,5,6};//编译报错：数组不能具有其中包含“auto”的元素类型return 0;
}

范围for
范围for循环（Range-based for loop）是一种简化的for循环语法，它允许我们遍历容器（比如数组，向量vector，列表list等）或其他序列类型中的所有元素，而无需使用迭代器或下边。
范围for的基础语法如下：

for(auto element : container)

其中，element是循环中每次迭代时的当前元素，container是要遍历的容器或者序列。auto关键字用于自动类型推导，编译器会根据container中的元素类型来推导element的类型。
例子：
1.遍历数组：

int arr[] = {1，2，3，4，5}；
for(auto e : arr)
{std::cout << e << " ";
}
//输出:1 2 3 4 5

2.遍历向量（vector）

std::vector<std::string> vec = {"hello", "world!"};
for(auto str : vec)
{std::cout << str << " ";
}
//输出：hello world!

2.3 string类常用的接口

1.string对象的常见构造

（constructor）函数名称	功能说明
string() （默认构造函数）	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

 •默认构造函数
原型：string（）
**说明：**构造一个空字符串
示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1;cout << "默认构造函数构造的字符串s1:" << s1 << endl;cout << "字符串长度：" << s1.size() << endl;return 0;
}

输出结果为空字符串，且长度为0.
 •C字符串构造函数
原型：string（const char * s）
说明： 用C风格字符串s（以’\0’结束的字符序列）来构造新的字符串。
示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s2("abcdef");cout << "C字符串构造函数构造的字符串s2:" << s2 << endl;cout << "字符串长度：" << s2.size() << endl;return 0;
}

输出结果为C风格字符串的内容，且长度与C风格字符串相同
 •填充构造函数
原型：string(size_t n,char c)
说明： 创建一个包含n个字符c的新字符串
示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s3(6,'a');cout << "C字符串构造函数构造的字符串s3:" << s3 << endl;cout << "字符串长度：" << s3.size() << endl;return 0;
}

输出结果为6个a的字符串
 •拷贝构造函数
原型：string（const string& str）
说明： 构建一个复制的结构，即创建一个新的字符串对象，其内容与给定的字符串对象str相同。
示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s0 = "abcdefgh";string s4(s0);cout << "C字符串构造函数构造的字符串s4:" << s4 << endl;cout << "字符串长度：" << s4.size() << endl;return 0;
}

输出结果为原字符串，且长度与原字符串相同。

2.4 string类对象的容量操作

函数名称	功能说明
size	返回字符串有效字符的长度
length	返回字符串有效字符的长度
capacity	返回空间总大小
empty	检测字符串释放为空串，是返回ture,否则返回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为n个，多出的空间用字符c填充

❗️注意：
 •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()。
 •clear()只是将string中的有效字符清空，不改变底层空间大小。
 •resze(size_t n)与resize(size_t n ,char c)都是将字符串中有效字符的个数改变到n个，不同的是当有效字符的个数增多时：resize(size_t n)是用0来填充多余的元素空间，而resize(size_t n,char c)是用字符c来填充多余的空间。resize在改变元素个数使，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量空间的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
 •reserve(size_t res_arg=0):为string 预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于底层空间总的大小时，reserve 不会改变容量的大小。

2.5 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
begin	返回一个指向字符串第一个字符的迭代器。
end	返回一个指向字符串末尾后的字符的迭代器。
rbegin	返回一个指向字符串最后一个字符的反向迭代器（即它的反向开头）。
rend	返回一个反向迭代器，指向字符串第一个字符前面的理论元素（被认为是字符串的反向结束）。
范围for	for的新型遍历方式

2.6 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+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	从后向前查找字符c
substr	在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回

❗️注意：
 •在string尾部追加字符时，s.push_back /s.append/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。
 •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。

2.7 string类非成员函数

函数名称	功能说明
operator+	连接字符串（尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝，效率降低）
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