string类_string头文件

目录

1.引言：

2.标准库中的string类

2.1string类（了解）

2.2string类的常用接口说明（下面只是常用接口）

3.string类深浅拷贝

3.1经典的string类问题

3.2浅拷贝

3.3深拷贝

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1.引言：

C语言中，字符串是以'\0'结尾的一些字符的集合，为了方便操作，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。

在OJ种，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。

2.标准库中的string类

2.1string类（了解）

1.字符串表示字符序列的类

2.标准的字符串类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，但添加了专门用于单字节字符串的字符特性。

3.string类是使用char（即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型，关于模板的更多信息请参阅basic_string）

4.string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数（更多信息参阅basic_sting）

5.注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节：如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。

总结：

1.string是表示字符串的字符串类。

2.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。

3.string在底层实际是:basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char,char_traits,allocator>string;

4.不能操作多字节或者变长字符的序列。

在使用string类时，必须包含#include<string>头文件以及using namespace std;

2.2string类的常用接口说明（下面只是常用接口）

1.string类对象常见的构造

voidnTeststring()

{

        string s1;                             //构造空的string类对象s1

        string s2("hello rzy");           //用C格式字符串构造string类对象s2

        string s3(s2);                        //拷贝构造s3(已经存在的对象s2构造新的对象s3)

}

2.string类对象的容量操作

 

//size/clear/resize
void Teststring1()
{
	//注意string类对象支持直接使用cin/cou进行输入输出
	string s("hello,rzy");
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.length() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;
 
	//将s中有效字符串清空，注意清空时只是将size清0
	//不改变底层空间的大小
	s.clear();
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
 
	//将s中有效的字符个数增加到10个，多处位置用'a'进行填充
	//"aaaaaaaa"
	s.resize(10, 'a');
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
 
 
	//将s中有效字符个数增加到15个，多出位置用缺省值'\0'进行填充
	//"aaaaaaaaaaaa\0\0\0"
	//注意此时s中有效字符个数已经增加到15个了
	s.resize(15);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;
 
	//将s中有效字符个数缩小到5个
	s.resize(5);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
	cout << s << endl;
}

 

void Teststring2()
{
	
	string s;
	//测试reserve是否会改变string中有效元素个数
	s.reserve(100);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
 
	//测试reserve参数小于string底层空间的大小，是否会将空间缩小
	s.reserve(50);
	cout << s.size() << endl;
	cout << s.capacity() << endl;
}
int main()
{
	//Teststring1();
	Teststring2();
	return 0;
}

 

 

//利用reserve提高插入数据的效率，避免增容带来的开销
void TestPushBack()
{
	string s;
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:\n";
	for (int i = 0; i < 100;++i)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz!=s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed" << sz << "\n";
		}
	}
}

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，一般情况下基本都是用size()。

2.clear()只是 将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。

3.resize(size_t n)与resize(size_t n,char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：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，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间大小不变。

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的底层空间总大小时，reserve不会改变容量大小。

3.string类对象的访问及遍历操作

void Teststring()
{
	string s("hello rzy");
	//3种遍历方式
	//注意以下三种方式除了遍历string对象，还可以遍历时修改
	//string中的字符；另外以下三种方式对于string而言，第一种时用的最多
	//1.for+operator[]
	
	for (size_t i = 0; i < s.size();++i)
	{
		cout << s[i] << endl;
	}
 
	//2.迭代器
	string::iterator it = s.begin();
	while (it!=s.end())
	{
		cout << *it << endl;
		++it;
	}
 
	string::reverse_iterator rit = s.rbegin();
	while (rit!=s.rend())
	{
		cout << *rit << endl;
		++rit;
	}
 
	//3.范围for
	for (auto ch:s)
	{
		cout << ch << endl;
	}
}

4.string类对象的修改操作 

void Teststring3()
{
	string str; 
	str.push_back(' ');//在str后面插入空格
	str.append("hello");//在str后追加一个字符"hello"
	str += 'r';          //在str后追加一个字符'r'
	str += "zy";         //在str后面追加一个字符串"zy"
	cout << str << endl;
	cout << str.c_str() << endl;     //以C语言的方式打印字符串
 
 
	//获取file的后缀
	string file1("string.cpp");
	size_t pos = file1.rfind('.');
	string suffix(file1.substr(pos, file1.size() - pos));
	cout << suffix << endl;
 
	//npos是string里面的一个静态成员变量
	//static const size_t npos=-1;
 
 
	//取出url中的域名
	string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find");
	cout << url << endl;
	size_t start = url.find("://");//返回该字符在字符串中的我位置
	if (start==string::npos)//不存在
	{
		cout << "invalid url" << endl;
		return;
	}
	start += 3;//从"://"开始往后找'/',返回在字符串中的位置
	size_t finish = url.find('/',start);//从start位置查找'/'
	string address = url.substr(start, finish - start);
	cout << address << endl;
 
	//删除url的协议前缀
	pos = url.find("://");
	url.erase(0, pos + 3);//左闭右开[0，7)
	cout << url << endl;
}

注意：

1.在string尾部追加字符时，s.push_back(c)/s.append(1,c)/s+='c'三种实现方式差不多，一般情况下string类的+=操作比较常用，+=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，可以先通过reserve把空间预留好。

5.string类非成员函数

 上面几个接口了解一下，OJ题会用到。string类中还有一些其他的操作，需要请参阅文档。

3.string类深浅拷贝

3.1经典的string类问题

模拟实现string类，主要是实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。

//模拟实现string类
class string
{
public:
	string(const char*str = "")
	{
		//构造string类对象时，如果传递nullptr指针，认为程序非法，此处断言一下
		if (nullptr==str)
		{
			assert(false);
			return;
		}
		_str = new char[strlen(str) + 1];//后面的/0留个位置
		strcpy(_str, str);
	}
 
 
	//析构
	~string()
	{
		if (_str)
		{
			delete[]_str;
			_str = nullptr;
		}
	}
private:
	char*_str;
};
 
//测试
void TestString()
{
	string s1("hello rzy");
	string s2(s1);
 
}

 

说明：上述string类没有显示定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载（我们只定义了构造函数和析构函数），此时编译器会合成默认的，当用s1构造s2时候，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是s1,s2公用同一块空间，在释放时候同一块空间被释放多次而引起程序崩溃，这种拷贝方式，成为浅拷贝。

3.2浅拷贝

 浅拷贝也成为拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源，最终就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对资源进行操作时，就会发生访问违规。要解决浅拷贝问题，C++引入了深拷贝；

3.3深拷贝

如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显示给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。

 每个string类对象都要用空间来存放字符串，而s2要用s1拷贝构造出来，因此深拷贝：给每个对象独立分别配资源，保证多个对象之间不会因资源共享而造成多次释放造成程序崩溃问题。

3.3.1现代版写法的string类

class string
{
public:
	string(const char*str = "")
	{
		if (nullptr==str)
		{
			assert(false);
			return;
		}
 
		_str = new char[strlen(str) + 1];
		strcpy(_str, str);
	}
 
	string(const string&s)
		:_str(nullptr)
	{
		string strTmp(s._str);
		swap(_str, strTmp._str);
	}
 
	string&operator=(string s)
	{
		swap(_str, s._str);
		return*this;
	}
 
	~string()
	{
		if (_str)
		{
			delete[]_str;
			_str = nullptr;
		}
	}
private:
	char* _str;
};