STL——string(二）

小C您好

已于 2023-06-01 15:44:49 修改

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分类专栏： C++ 文章标签：数据结构

于 2023-05-28 18:21:09 首次发布

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本文详细介绍了C++中的string类，包括迭代器的使用，如正向遍历、反向遍历和const迭代器。此外，还讲解了string的成员函数，如[]重载、at、insert、erase、replace、swap、c_str、find、rfind等，以及如何在特定场景下有效地使用它们。文章强调了了解不常用成员函数的重要性，并提醒注意操作的效率和数据移动的影响。

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前面我们简单介绍了string的一些常用成员函数，今天我们接着选择性地讲解string类，不常用的不代表没用，我们得知道，常用的是必须掌握的。

string类迭代器

遍历数组

除了用size()遍历数组,这里我简单介绍一下用迭代器访问数组每个元素的操作，也为我们后面的学习做铺垫。

string a("hello world");
	string::iterator it = a.begin();
	while (it != a.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;

iterator作为一个独立的类型，需要指定string::才能被解析成string内部的迭代器。这里的begin和end我们先肤浅地理解为指针，大概像下图这个样子。

除了用这种方式，我们还可以用范围for，底层还是迭代器。

反向遍历

反向遍历通过反向迭代器的方式实现，这里我们使用rbegin和rend。

遍历结构应该是这样：

const迭代器

顾名思义，const迭代器用于返回const对象，我们遍历数组的时候因为不涉及改动对象就可以加上const。

void Func(const string& s)
{
	string::const_iterator it = s.begin();//只能读不能写
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << " ";
		++it;
	}
	cout << endl;
}

此时名称发生了变化，注意这里的const有一个下划线，是一个名称不是一个关键字，真正被const修饰的是对象,而不是 it(begin的返回值)

const正向迭代器声明：

const_iterator begin() const;//修饰this指针

我们也可以这样理解：

const int* p;//指向的对象不能改变

反向迭代器也同理。

如果觉得麻烦，可以使用auto自动推导类型：

这里auto推导的类型为对象返回类型，这里我们定义的是const类型的对象。

为了区分const和普通迭代器，string类添加了这样的函数：

用法基本一致，大家可按照自己的规范去使用。

[ ]重载

注意区分const和普通对象

迭代器看起起来没有直接用[ ]重载来的方便，但他的出现能解决以后一些很复杂的数据结构，希望大家对此有个清晰的认识。

at

与[ ] 不同的是对越界的检查，前者是assert，后者是抛出异常的方式，我们可以通过捕获的方式发现异常。

back&&front

back和front是返回string数组的第一个和最后一个元素(不包括\0)

insert

我们简单写几个insert实例

c-string (3)	string& insert (size_t pos, const char* s);

意为在第pos个位置插入字符串(数组下标)

string& insert (size_t pos, size_t n, char c);

意为在第pos个位置插入n个字符c

iterator insert (iterator p, char c);

迭代器插入：

一般情况下我们不推荐使用insert插入数据，结合数据结构的知识，我们知道插入是需要移动空间并提高复杂程度的，需要时可以查文档使用。

erase

与insert相对的就是erase，删除元素。

这里我们介绍前面两个：

迭代器单参可以删除pos位置的一个元素。如果删除长度len大于数组自身长度，就会删除其后的所有元素。同样地，erase也不推荐经常使用。

replace

replace能替换指定位置的字符或字符串，但使用replace有两个弊端，第一是空间不够需要扩容，其次是需要挪动数据。我们举个填充字符串中的空格的例子来看一下replace的常用用法。

在这之前，我们需要引入find来查找空格的位置：

size_t find (char c, size_t pos = 0) const;

遍历string，我们可以用string::npos(静态成员)的方式循环:

意为匹配失败则返回-1(整形的最大值)

用到的replace:

string& replace (size_t pos,  size_t len,  const char* s);

意为用字符串替换第pos个位置的后len个字符。

这里我们用reserve进行提前开空间，避免了扩容重新分配空间和复制内容的消耗。接着我们用循环来遍历string，因为填充后的内容早已不是空格，为了避免无用的查找，我们直接跳过该字符串，提升了查找的效率。

string s2("i  love you more than you will ever know");
	size_t num = 0;
	for (auto ch : s1)
	{
		if (ch == ' ')
		{
			num++;
		}
	}
	//提前开空间，避免扩容
	s2.reserve(s2.size() + 2 * num);
		size_t i = s2.find(' ');
	while (i != string::npos)
	{
		s2.replace(i, 1, "%20");
		i = s2.find(' ',i+3);
	}

输出结果：

虽然经过了细致的处理，但还是少不了数据的移动，这里我们简单介绍一下空间换时间的做法：

	string New_s2;
	New_s2.reserve(s2.size() + 2 * num);
	for (auto ch : s2)
	{
		if (ch != ' ')
		
			New_s2 += ch;
		else
			New_s2 += "%20";
	}
	s2 = New_s2;
	cout << New_s2 << endl;

string::swap

为什么要在前面特别写出string类域呢？那是因为在std中也有一个类模板的swap函数，但是用法不同，那他们的差别在哪呢？

效率对比：

string中的swap交换只需改变指针的指向，就能实现元素的交换。而类模板的swap涉及深拷贝，其实现逻辑可能更为复杂，之后我们会谈到。

c_str

这个接口的出现主要是为了兼容c风格返回的字符串，什么意思呢，我们举例说明。

可以看到第一次打印并没什么区别，第二次s3遇到\0没有终止继续输出后面的内容，而c_str结束了打印。在c语言中，\0作为char*类型的结束的标志，而c_str继承了这一特性，以常量指针的方式记录string的值，而直接使用重载了cout的string则会输出它全部的size大小，不需要管\0是否存在。

当我们在使用c的接口打开string类型的文件名时，为了区分c++的接口,需要用到这个c接口。

成功读取内容

find

可以看到，find能查找常量字符串，string类型和单个字符。

我们以查找文件后缀为例讲解

这里我们用到substr接口来保存后缀名

用法就是保留第pos个位置后npos个字符串。

这里可以直接用substr的缺省npos，直接取到 .后到文件名结束。

思考如果有多个后缀想取它真实的后缀(最后一个后缀)怎么办呢？

除了有find接口，string还提供了rfind接口，意为反向查找。

rfind

利用npos从最后一个向前找的功能，我们可以这样修改代码：

string file("test.cpp.zip");
	size_t pos = file.rfind('.');
	if (pos != string::npos)
	{
		string sf = file.substr(pos);
		cout << sf << endl;
	}

下面有一段查找网址的代码，大家可以自行领悟

string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
		cout << url << endl;
		size_t start = url.find("://");
		if (start == string::npos)
		{
			cout << "invalid url" << endl;
		}
		else
		{
			start += 3;
			size_t end = url.find('/', start);
			string address = url.substr(start,end-start);
			cout << address << endl;
		}

find_fisrt_of