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【C++】string类基本用法

网友: 文章列表 2024-03-21 16:12:29

string类：你不可不知的C++字符串处理神器！

听说你还在用C语言的字符串？老兄，你out了！C++的string类才是处理字符串的“瑞士军刀”，自动内存管理、面向对象设计，让你远离野指针和内存泄漏的烦恼。不信？咱们来聊聊！

相关问答时间：

问题一：string类到底多牛？

答案：比C字符串牛太多了！还记得C字符串是数组吧？每次操作都要手动管理内存，一个不小心就数组越界。string类？自动管理内存，还提供了一堆贴心的方法，比如反转、查找、拼接，分分钟搞定！

问题二：如何高效使用string？

答案：记住，预分配内存是关键！用reserve()提前预留空间，避免频繁resize带来的性能开销。再配上append()或者+=操作符，写代码快得飞起！

问题三：“反转字符串”这种事string怎么解决？

答案：简单到爆，reverse(begin(), end())就完事了！连小学生都会用！

友情提示：string虽然好用，但有个小缺点——不能直接处理UTF-8等多字节字符。遇到这种情况，可能得借助更专业的库哦！

总之，string类绝对是C++编程中的“万能胶水”，学会了它，字符串操作再也不是你的烦恼！赶紧去试试吧，代码会更优雅，生活会更美好！😄

【C++】string类基本用法

文章目录

  • 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
    • 2. 标准库中的string类
    • 2.1 string类
      • 2.2 string类的常用接口说明
    • 小试牛刀
      • 1. 仅仅反转字母
      • 2. 字符串中第一个唯一字符
      • 3. 字符串中最后一个单词的长度

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
}
  1. 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
  1. 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
  1. 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

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