string类的函数讲解

标准库中的string类

首先关于string类的了解，我先给出官方的string类的讲解，以便于大家的学习：链接: http://www.cplusplus.com/reference/string/string/?kw=string
这个网站是C++官方网站，里面对于各个关键字和库函数的讲解都是很官方的，大家有需要的时候可以参考

我们对string类进行一个简单的总结：

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。

这里有一个需要注意的点：
在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;

下面我们就对string类的一些常用的接口进行讲解：

string类的常用接口说明

string类对象的常见构造

首先我们看看创建一个空的string类，就是一个空的字符串：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1;
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

输出为空：

构造string类对象：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

拷贝构造：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;
	string s2(s1);
	cout << s2 << endl;
	return 0;
}

将n个字符放入一个string类中：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1(5,'a');
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

去一个string类中的字符存入另一个string类：
例如，将s1中第六个字符开始往后取三个字符放入s2
这里注意：
如果这里的要取字符的数量大于字符串的字符个数的话，能取多少取多少

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;
	string s2(s1, 6, 3);
	cout << s2 << endl;
	return 0;
}

string类对象的容量操作

我们这里的size和lenth的作用是一样的，只是在后期的语言发展中为了适应需要，例如，如果是一个二叉树，用lenth合适吗，所以就引出了size
注意，这里计算出来的是有效字符个数，也就是说不包括’\0’

用法如下：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.length() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
	return 0;
}

capacity是返回空间的大小：
至于容量为什么是15，这就是底层实现的原因了，一些编译器是基于1.5倍的扩容，比如我们的vscode，而linux的终端里是以2倍的扩容，其实不必太过于纠结这一点，我们只需要了解到这一点即可
但是各自的容量起点也不一样！

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.capacity() << endl;
	return 0;
}

empty函数的用法很简单：
例如，不为空返回0

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.empty() << endl;
	return 0;
}

clear的作用就是清空字符串：
清理之后输出空行，字符串被清空

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;
	s1.clear();
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

这里有一个重点内容：
reserve和resize的区别
其实二者都是用来提前开空间的，因为扩容会影响程序的效率
例如：
可以看到二者都成功地开辟了空间


并且使用resize时还可以填充多余的空间：

但其实这不是重点，重点在于：
这是resize：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
	s1.resize(30);
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
	return 0;
}

这是reserve：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
	s1.reserve(30);
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;
	return 0;
}

大家可以发现：
用reserve来提前开辟空间，capacity改变，size不变，而用resize则是capacity和size都会发生改变！

下面给大家一个小的总结：

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的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。

string类对象的访问及遍历操作

operator[]，就是返回该位置的字符，其实就是用于循环：
但是要注意一点，如果访问越界，就会直接报错，导致程序终止
并且该函数一般只适用于数组结构

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string const s1("hello world");
	for (int i = 0; i < s1.length(); i++)
	{
		cout << s1[i];
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

迭代器：
迭代器有两种，还有一个叫做反向迭代器，就是从尾部开始遍历
在这里我们暂且把begin认为是指针来理解
我们使用正向的迭代器的时候要引出string类里面的iterator
begin就默认是从零开始，输出记得用解引用，指针向后移动

我们给出一张对比图：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	for (string::iterator i = s1.begin(); i != s1.end(); i++)
	{
		cout << *i;
	}
	return 0;
}

而反向迭代器就是从后开始往前移动：
这里要引出的是 reverse_iterator 其实这里的rbegin已经不在字符串的第一个位置了二者是有区别的，并且，这里的指针也是++，不然怎么会叫做反向迭代器呢？

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	for (string::reverse_iterator i = s1.rbegin(); i != s1.rend(); i++)
	{
		cout << *i;
	}
	return 0;
}

另外大家记住一个点：
for循环的底层实现就是迭代器！

string类对象的修改操作

尾插字符：
尾插很简单

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	s1.push_back('!');
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

追加字符串：
相比较push_back，append只能追加字符串，而前者只能追加字符

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	s1.append(" hhhh!");
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

但是operator+=能够把上面两个函数一起实现，并且函数的可读性更高，所以我们一般选择使用+=来实现对对象的追加：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	s1+=(" hhhh!");
	cout << s1 << endl;
	s1 += ('x');
	cout << s1 << endl;
	return 0;
}

返回C字符串：

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.c_str() << endl;
	return 0;
}

返回字符串中的位置：
返回位置既可以从前往后找又可以从后往前找
find是从前往后，rfind是从后往前，npos是字符串的长度


如果找不到的话这里的npos是-1：
但是find函数返回的是无符号整形，所以-1进行了转换

截取字符：
从pos位置开始往后截取n个字符
如果n大于length-pos，能截取多少就截取多少

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.substr(3, 4) << endl;
	cout << s1.substr(3, 12) << endl;
}

下面我们对于string类的修改操作做一个小总结：

1. 在string尾部追加字符时，s.push_back? / s.append(1, c) / 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。
2. 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把空间预留好。

string类非成员函数

其实这里用的不多，不做过多的讲解
但是这个getline函数是可以用到一些题目中来读取字符串的，他遇到换行符就会停止读取，遇到空格不会：

int main()
{
	std::string name;

	std::cout << "Please, enter your full name: ";
	std::getline(std::cin, name);
	std::cout << "Hello, " << name << "!\n";

	return 0;
}

好了，今天的分享到这里就结束了，谢谢大家的支持！