从C到C++___标准string类_csdn shawn summer

标准string类

我们一直都在使用string类,C++string类是C风格字符串的替代品。这篇文章主要是看看string类的构造函数和一些接口,重点在于如何使用string类。
在研究string类之前,我先表明,这篇文章主要是忽略了两个事实:string类实际上是模板具体化basic_string<char>的一个typedef,而且我们不在意string类的内存管理。

1. string类的 构造函数

一个例子:

//标准string1.cpp
#include<iostream>
#include<string>

int main()
{
    using namespace std;
    string one("Lottery Winner!");//ctor#1
    cout<<one<<endl;
    string two(20,'$');//ctor#2
    cout<<two<<endl;
    string three(one);//ctor#3
    cout<<three<<endl;
    one+=" Oops!";//overload +=
    cout<<one<<endl;
    two="Sorry! That was ";//overload =
    three[0]='P';//overload []
    string four;//ctor#4
    four=two+three;//overload +
    cout<<four<<endl;
    char alls[]="All's well that ends well";
    string five(alls,20);//ctor#5
    cout<<five<<"!\n";
    string six(alls+6,alls+10);//ctor#6
    cout<<six<<", ";
    string seven(&five[6],&five[10]);//ctor#6 agian
    cout<<seven<<"...\n";
    string eight(four,7,16);//ctor#7
    cout<<eight<<" in motion!"<<endl;

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

Lottery Winner!
$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$
Lottery Winner!
Lottery Winner! Oops!
Sorry! That was Pottery Winner!
All's well that ends!
well, well...
That was Pottery in motion!
1
2
3
4
5
6
7
8

string类重载了+=符号,=符号,+符号,<<符号,[]符号。
而且这里的+=、=、+符号能适配,C风格字符串,string对象,单个字符。
例如:

one+='!';
two="adsasd";
three+=two;
1
2
3

• C++11 新增的构造函数

string(string && str)类似于复制构造函数,导致新创建的string为str的副本,但是修改新的对象不会改变str。但与复制构造函数不同的使,它不保证将str视为const。这种构造函数被称为移动构造函数。

string(initializer_list<char> il)让我们可以将列表初始化语法用于string类。即

string piano_man={'L','i','s','z','t'};
string piano_lang{'L','i','s','p'};
1
2

2.string类的输入

首先看一下,C风格字符串的输入:

#include<iostream>
int main()
{
    using namespace std;
    char info[100];
    cout<<"Enter the string: ";
    cin>>info;
    cout<<"The string :"<<info<<endl;
    cin.get();//吸收换行符
    cout<<"Enter the string: ";
    cin.getline(info,100);//read a line,discard \n
    cout<<"The string :"<<info<<endl;
    cout<<"Enter the string: ";
    cin.get(info,100);//read a line ,leave \n in queue
    cout<<"The string :"<<info<<endl;
    cin.get();//吸收换行符
    cout<<"Enter the string: ";
    cin.getline(info,100,':');
    cout<<"The string :"<<info<<endl;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

Enter the string: apple
The string :apple
Enter the string: cat dog animals
The string :cat dog animals
Enter the string: cat dog animals
The string :cat dog animals
Enter the string: i am a boy,
and i love turtles.:
The string :i am a boy,
and i love turtles.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

对于C风格字符串,输入有4种方式

• cin>>info;//read a word,leave \n in queue
• cin.getline(info,100);//read a line,discard \n
• cin.getline(info,100,'$');//read until '$',discard '$'
• cin.get(info,100);//read a line,leave \n in queue

下面是,string对象的输入方式:

#include<iostream>
#include<string>
int main()
{
    using namespace std;
    string stuff;
    cout<<"Enter the string: ";
    cin>>stuff;
    cout<<"the string: "<<stuff<<endl;
    cin.get();//吸收换行符
    cout<<"Enter the string: ";
    getline(cin,stuff);
    cout<<"the string: "<<stuff<<endl;
    cout<<"Enter the string: ";
    getline(cin,stuff,'#');
    cout<<"the string: "<<stuff<<endl;
    
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

Enter the string: apple
the string: apple
Enter the string: cat dog animals
the string: cat dog animals
Enter the string: i am a boy,
and i love turtles.#
the string: i am a boy,
and i love turtles.
1
2
3
4
5
6
7
8

对于string对象,输入有3种方式:

• cin>>stuff;//read a word,leave \n in queue
• getline(cin,stuff);//read a line,discard \n
• getline(cin,staff,'#');//read until '#',discard '#'

关于C风格字符串和string对象的输入区别:
实际上,它们两几乎毫无关系,C风格字符串使用的cin是istream类的方法,而string对象的cin和getline是string类的友元函数。
而且在功能上来说,我们输入string对象时,不需要提供目标对象的大小。

string对象的输入异常问题:

string版本的getline()函数会从输入种读取字符,并将其存到目标对象种,直到发生如下情况

• 到达文件尾,这时输入流的eofbit被设置,fail()和eof()都将返回true;
• 遇到分界字符(默认是\n),这种情况下将分界字符从输入流中删除,但是不存储它;
• 读取的字符数达到最大允许值,这时输入流的failbit被设置,fail()会返回true;

string版本的operator>>()函数行为与上面类似,只是他会跳过空白字符(空格,换行符,制表符),把空白字符留在输入队列中,然后开始读取直到遇到分界字符,把它留在输入流中。

总之,以上的知识,都会在使用cin中详细解释。

一个例子:

//标准string4.cpp
#include<iostream>
#include<fstream>
#include<string>
int main()
{
    using namespace std;
    ifstream fin;
    fin.open("tobuy.txt");
    string item;
    int count=0;
    getline(fin,item,':');
    while (fin)
    {
        ++count;
        cout<<count<<": "<<item<<endl;
        getline(fin,item,':');
    }
    cout<<"Done\n";
    fin.close();
    
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

tobuy.txt文件中内容为:
sardines:chocolate ice cream:pop corn:leeks:
cottage cheese:olive oil:butter:tofu:

1: sardines
2: chocolate ice cream
3: pop corn
4: leeks
5: 
cottage cheese
6: olive oil
7: butter
8: tofu
9:

Done
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

注意,我们将':'作为分界字符后,换行符就会被读取,所以第9个getline(),唯一得到的字符就是换行符。

3.使用string

可以比较字符串。string对象重载了全部6个关系运算符,包括<、>、==、>=、<=、!=。而且这些重载运算符都可以与C风格字符串进行比较。和<cstring>中的std::strcmp()差不多。

可以确定字符串的长度(不包括空字符)。size()和length()成员函数都可以返回字符串中的非空字符数:

if(snake1.length()==snake2.size())
    cout<<"match\n";
1
2

length()成员来自早期string类,而size()则是为STL兼容性而添加的。

可以以多种不同的方式在字符串中搜索给定的子字符串或字符。

string库还提供了相关的方法:
rfind()、find_first_of()、find_last_of()、find_first_not_of()、find_last_not_of(),它们的重载函数特征标都与find()方法相同。rfind()方法查找子字符串或字符最后一次出现的索引;find_first_of()方法在字符串中查找参数中,任何一个字符首次出现的位置。例如,下面的语句返回r在"cobra"中的位置,因为"hark"中各个字母在"cobra"首次出现的位置:
int where = snake1.find_first_of("hark");
find_last_of()方法的功能与此相同,只是它查找的是最后一次出现的位置。因此,下面的语句返回a在"cobra"中的位置:
int where = snake1.find_last_of("hark");
find_first_not_of()方法在字符串中查找第一个不包含在参数中的字符,因此下面的语句返回c在"cobra"中的位置:
int where = snake1.find_first_not_of("hark");
find_last_not_of()方法功能与此相同,只是它查找的是最后一次出现的位置。

我们使用之前学过的知识,可以设计一个猜词游戏:

//标准string5.cpp
#include<iostream>
#include<string>

int main()
{
    using namespace std;
    string target;
    int guesses=10;
    cout<<"Enter the target word: ";
    cin>>target;
    int length=target.length();
    string attempt(length,'-');
    string Badchoice;
    while (guesses!=0 && attempt!=target)
    {
        char a;
        cout<<"your word: "<<attempt<<endl;
        cout<<"guess a letter: ";
        cin>>a;
        if(Badchoice.find(a)!=string::npos || attempt.find(a)!=string::npos)
        {
            cout<<"You already guessed that.\n";
            continue;
        }

        int index=target.find(a);
        if(index!=string::npos)
        {
            cout<<"good guess\n";
            attempt[index]=a;
            index=target.find(a,index+1);
            while (index!=string::npos)
            {
                attempt[index]=a;
                index=target.find(a,index+1);
            } 
        }
        else
        {
            cout<<"Bad guesses!\n";
            guesses--;
            cout<<"you have "<<guesses<<" badguesses left\n";
            Badchoice+=a;
        }
        if(Badchoice.length())
            cout<<"Bad choice: "<<Badchoice<<endl;
    }
    if(guesses==0)
    {
        cout<<"what a pity\n";
    }
    else
    {
        cout<<"conguatulations!\n";
    }
    
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58

Enter the target word: batman
your word: ------
guess a letter: a
good guess
your word: -a--a-
guess a letter: b
good guess
your word: ba--a-
guess a letter: o
Bad guesses!
you have 9 badguesses left
Bad choice: o
your word: ba--a-
guess a letter: e
Bad guesses!
you have 8 badguesses left
Bad choice: oe
your word: ba--a-
guess a letter: n
good guess
Bad choice: oe
your word: ba--an
guess a letter: f
Bad guesses!
you have 7 badguesses left
Bad choice: oef
your word: ba--an
guess a letter: g
Bad guesses!
you have 6 badguesses left
Bad choice: oefg
your word: ba--an
guess a letter: i
Bad guesses!
you have 5 badguesses left
Bad choice: oefgi
your word: ba--an
guess a letter: m
good guess
Bad choice: oefgi
your word: ba-man
guess a letter: t
good guess
Bad choice: oefgi
conguatulations!
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45

4.string的其它实用接口

string库还提供了很多工具,包括:删除字符串的部分或全部内容、插入字符串、删除字符、提取、交换等等众多功能。具体细节请参照cplusplus,这个网址s是最好的C++语法教材。

#include<iostream>
#include<string>

int main()
{
    using namespace std;
    string empty;
    string small="bit";
    string larger="Elephants are a girl's best friends";
    cout<<"Size:\n";
    cout<<"empty: "<<empty.size()<<endl;
    cout<<"small: "<<small.size()<<endl;
    cout<<"larger: "<<larger.size()<<endl;
    cout<<"capacities: \n";
    cout<<"empty: "<<empty.capacity()<<endl;
    cout<<"small: "<<small.capacity()<<endl;
    cout<<"Larger: "<<larger.capacity()<<endl;
    empty.reserve(50);
    cout<<"Capacity after empty.reserve(50):\n";
    cout<<empty.capacity()<<endl;

}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Size:
empty: 0
small: 3
larger: 35
capacities: 
empty: 15
small: 15
Larger: 35
Capacity after empty.reserve(50):
50
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

• string::capacity()

由于string类给每个对象都动态分配了内存,这个函数的返回值就是分配的内存大小。

• string::reserve(int n=0);

这个函数相当于是malloc,如果n比当前已分配内存大,那么就会给这个对象分配n个字节的内存,或者更大。

还有一个很重要的接口:string::c_str();
这个接口返回一个C风格的字符串。

typedef basic_string<char> string;
typedef basic_string<wchar_t>wstring;
typedef basic_string<char16_t>u16string;
typedef basic_string<char32_t>u32string;
1
2
3
4

上面这些都是不同的string类

---

1. NBTS指C风格字符串。 ↩︎

2. size_type是一个依赖于实现的整型,是在头文件string中定义的。 ↩︎

3. string::npos为字符串的最大长度,通常为65535 ↩︎