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1. string类介绍
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 string;
4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。
注意：
在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;
2. string类的常用接口说明
1. string类对象的常见构造
| string() | 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 |
2. string类对象的容量操作
| 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，否则返回false |
| clear | 清空有效字符 |
| reserve | 为字符串预留空间 |
| resize | 将有效字符的个数该成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。
3. string类对象的访问及遍历操作
| operator[] | 返回pos位置的字符，const string类对象调用 |
| begin + end | begin获取第一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器 |
| rbegin + rend | rbegin获取最后一个字符的迭代器 + rend获取第一个字符前一个位置的迭代器 |
| 范围for | C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式 |
4. string类对象的修改操作
| push_buck | 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中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回 |
5. string类非成员函数
| 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 |
| swap | 交换 |
| relational operator | 大小比较 |
3. vs和g++下string结构的说明
在32位平台下
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（buff）来存放
当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间
其次：还有一个size_t字段保存字符串长度（size），一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量（capacity）
最后：还有一个指针做一些其他事情（char*）。
16+4+4+4 = 28
g++下string的结构
G++下，string是通过写时拷贝实现的，string对象总共占4个字节，内部只包含了一个指针，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（capacity）
2.字符串有效长度（size）
3.引用计数（reference）
4.指向堆空间的指针，用来存储字符串 (char*)
当字符串需要拷贝时，其实是两个指针指向同一块堆空间，引用计数加一，浅拷贝
当拷贝的字符串需要写操作时，再深拷贝，写时拷贝
4. sring类基本的实现
string.h
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace kele
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}
string(const char* str = "")//构造
:_size(strlen(str))
{
_capacity = _size == 0 ? 3 : _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
string(const string& str)//拷贝构造
:_size(str._size),
_capacity(str._capacity)
{
_str = new char[_size + 1];
strcpy(_str, str._str);
}
//string& operator=(const string& str)
//{
// _size = str._size;
// if (_capacity < str._capacity)
// {
// _capacity = str._capacity;
// char* temp = (char*)realloc(_str, _capacity + 1);
// if (temp == nullptr)
// {
// perror("relloc fail");
// exit(-1);
// }
// _str = temp;
// }
// strcpy(_str, str._str);
// //memcpy(_str, str._str, _size + 1);
// return *this;
//}
string& operator=(const string& str)//赋值重载
{
if (this != &str)
{
delete[] _str;
_str = new char[str._capacity + 1];
_size = str._size;
_capacity = str._capacity;
strcpy(_str, str._str);
return *this;
}
}
char& operator[](size_t x)
{
return _str[x];
}
const char& operator[](size_t x) const
{
return _str[x];
}
~string()
{
delete[] _str;
_size = _capacity = 0;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
size_t capacity() const
{
return _capacity;
}
bool empty() const
{
return _size == 0;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = _capacity = 0;
}
void resize(size_t n, char ch)
{
if (n > _size)
{
if (n > _capacity)
{
reserve(n);
}
memset(_str + _size, ch, n - _size);
}
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
void reserve(size_t n = 0)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void push_back(const char ch)
{
if (_size + 1 > _capacity)
{
reserve(_capacity * 2);
}
_str[_size++] = ch;
_str[_size] = '\0';
}
string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const
{
assert(pos <= _size);
string ret;
size_t size = len >= _size - pos ? _size - pos : len;
ret.reserve(size);
while (size--)
{
ret += _str[pos++];
}
return ret;
}
string& append(const char* s)
{
size_t n = strlen(s);
if (_size + n > _capacity)
{
reserve(_capacity + n);
}
strcpy(_str + _size, s);
_size += n;
return *this;
}
string& append(const string s)
{
size_t n = s.size();
if (_size + n > _capacity)
{
reserve(_capacity + n);
}
strcpy(_str + _size, s._str);
_size += n;
return *this;
}
string& operator+=(const char ch)
{
if (_size + 1 > _capacity)
{
reserve(_capacity * 2);
}
_str[_size++] = ch;
_str[_size] = '\0';
return *this;
}
string& operator+=(const char* s)
{
size_t n = strlen(s);
if (_size + n > _capacity)
{
reserve(_capacity + n);
}
strcpy(_str + _size, s);
_size += n;
return *this;
}
string& operator+=(const string s)
{
size_t n = s.size();
if (_size + n > _capacity)
{
reserve(_capacity + n);
}
strcpy(_str + _size, s._str);
_size += n;
return *this;
}
string& insert(size_t pos, const char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size + 1 > _capacity)
{
reserve(_capacity * 2);
}
size_t cur = _size + 1;
while (cur > pos)//cur - 1 >= pos
{
_str[cur] = _str[cur - 1];
cur--;
}
_str[pos] = ch;
++_size;
return *this;
}
string& insert(size_t pos, const char* s)
{
assert(pos <= _size);
size_t n = strlen(s);
if (_size + n > _capacity)
{
reserve(_capacity + n);
}
size_t cur = _size + n;
while (cur - n + 1 > pos)//cur - n >= pos 当pos为0时会出错
{
_str[cur] = _str[cur - n];
cur--;
}
for (int i = 0 ; i < n; i++)
{
_str[pos + i] = s[i];
}
_size += n;
return *this;
}
string& insert(size_t pos, const string s)
{
assert(pos <= _size);
size_t n = s.size();
if (_size + n > _capacity)
{
reserve(_capacity + n);
}
size_t cur = _size + n;
while (cur - n + 1 > pos)//cur - n >= pos 当pos为0时会出错
{
_str[cur] = _str[cur - n];
cur--;
}
for (int i = 0; i < n; i++)
{
_str[pos + i] = s[i];
}
_size += n;
return *this;
}
string& erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
if (len >= (_size - pos))
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
size_t cur = pos;
while ((cur + len) <= _size)
{
_str[cur] = _str[cur + len];
++cur;
}
_size -= len;
}
return *this;
}
size_t find(char ch, size_t pos = 0) const
{
assert(pos <= _size);
for (size_t i = pos; i < _size; ++i)
{
if (_str[i] == ch)
{
return i;
}
}
return npos;
}
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const
{
assert(pos <= _size);
const char* p = strstr(_str + pos, s);
if (p == nullptr)
{
return npos;
}
return p - _str;
}
size_t find(const string& s, size_t pos = 0) const
{
assert(pos <= _size);
const char* p = strstr(_str + pos, s._str);
if (p == nullptr)
{
return npos;
}
return p - _str;
}
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}
bool operator<(const string s) const
{
return strcmp(_str, s._str) < 0;
}
bool operator==(const string s) const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool operator>(const string s) const
{
return !(*this < s || *this == s);
}
bool operator>=(const string s) const
{
return !(*this < s);
}
bool operator<=(const string s) const
{
return *this < s || *this == s;
}
bool operator!=(const string s) const
{
return !(*this == s);
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
static const size_t npos;
};
const size_t string::npos = -1;
void swap(string& x, string& y)
{
x.swap(y);
}
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
for (auto ch : s)
{
out << ch;
}
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
//char ch = in.get();
//while (ch != ' ' && ch != '\n')
//{
// s += ch;
// ch = in.get();
//}
char buff[128];
size_t i = 0;
char ch = in.get();
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
buff[i++] = ch;
ch = in.get();
if (i == 127)
{
buff[127] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
istream& getline(istream& in, string& s, char delim = '\n')
{
s.clear();
char buff[128];
size_t i = 0;
char ch = in.get();
while (ch != delim)
{
buff[i++] = ch;
ch = in.get();
if (i == 127)
{
buff[127] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
}
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