STL简介以及string 类

目录

 

STL

什么是STL

STL的六大组件

string类

string类的介绍

string类常用接口说明

1.string类常见构造函数

2.string类常见容量操作

3.string类的访问元素以及遍历操作

4.string类的元素修改操作

5.string类非成员函数

 

 

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STL

什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

通俗上来讲，STL就是将常见的数据结构以模板的方式进行封装，包含常见的泛型算法。

常见的数据结构：顺序表、链表、队列、栈、堆、二叉树、哈希表

STL的六大组件

a.容器

容器是存储其他对象(其元素)集合的容器对象。它们是作为类模板实现的，这使得作为元素支持的类型具有很大的灵活性。
容器管理其元素的存储空间，并提供成员函数来直接或通过迭代器(与指针具有相似属性的引用对象)访问它们。
容器复制编程中非常常用的结构:动态数组(vector)、队列（queue），堆栈(stack)、堆(priority_queue)，链表(目录)，树木set()，关联数组(地图)...

通俗上来说容器就是对常见的数据进行封装

b算法

c.迭

d.适配器

e.仿函数

f.空间配置器

STL自己封装的内存池。

string类

为什么要有string类？

string类的介绍

通过查阅相关网站我们了解到：

typedef basic_string<char> string;

String类string是表示字符序列的对象。标准string类提供了对这类对象的支持，其接口类似于标准字节容器的接口，但增加了专门设计用于操作单字节字符串的功能。

string类是basic_string类模板的一个实例，该模板使用char(即字节)作为其字符类型，并具有默认的char_traits和分配器类型。

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
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，将仍然按照字节(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。

使用string类时必须包含头文件(#include<string>)，以及using namespace std;

string类常用接口说明

 

1.string类常见构造函数

string（）

功能：构造空字符串

string(const char*)

功能：从功能实现上可以理解为可以给string初始化

事实上是调用字符串来构造string类对象 

string(size_t n,char c)

功能：用n个字符c来构造string；

string(const string& str)

功能：用string str来拷贝构造

2.string类常见容量操作

size_t size() const

功能：返回字符串的有效长度

size_t length() const

功能：返回字符串的有效长度

 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，一般情况下都是使用size

size_t capacity() const

功能：返回空间总大小(不包括'\0')。

bool empty()

功能：判断字符串是否为空

void clear()

功能：清除有效字符

int main(){
	string s("hello");
	int size = s.size();
	int length = s.length();
	int capacity = s.capacity();
	cout << capacity << endl;
	if (s.empty())
		cout<<" capacity:" << "该字符串为空！" << endl;
	else
		cout << "该字符串的长度为" << length << endl;
	s.clear();
	if (s.empty())
		cout << "该字符串为空！" << endl;
	else
		cout << "该字符串的长度为" << length << endl;
	cout <<" capacity:" <<capacity<< endl;
	system("pause");
	return 0;
}

void reserve(size_t newcapacity)

功能：为字符串预留空间即扩容，只改变容量，不改变有效元素的个数（根据传入的实参）

为了更深的了解reserve的扩容规则，作者在vs2013环境下测试了reserve的扩容规则：

 

 扩容的步骤：开辟新空间，拷贝元素，释放旧空间，返回新空间

为什么当newcapacity<=15时capacity突然发生变化了呢？

在string底层结构中，c++开发者为其设计了一个长度为16（包括‘\0’）字符数组

 

voidresize(size_t newsize ,char c='\0')

功能：有效字符改为n个，多出的空间用字符（实参字符）来填满,如果不传参数，那么用'\0'填充。

void TestResize()
{
	string s("hello");
	s.resize(12);//增大有效元素个数但没有扩容
	cout << "size:" << s.size() << "capacity:" << s.capacity() << endl;
	s.resize(18);//增大有效元素个数且进行扩容
	cout << "size:" << s.size() << "capacity:" << s.capacity()<< endl;
	s.resize(10);//减小有效元素观察是否减少容量
	cout << "size:" << s.size() << "capacity:" << s.capacity()<< endl;
	s.resize(2);
	cout << "size:" << s.size() << "capacity:" << s.capacity()<< endl;
}

 如果newsize>capacity,则需要扩容，如果resize<size,则s中有效元素个数减少至newsize个。

3.string类的访问元素以及遍历操作

string有四种遍历方式

1.字符串元素下标

void Test1()
//字符串下标访问遍历
{string s("hello world");
	for (int i=0; i < (int)s.size(); i++){
		cout << s[i] ;
	}
}

这里的s是一个对象，s[i]之所以编译器能识别是因为string库中有operato []操作符重载函数。对[]进行了重载 

2.范围for

void Test2()
//范围for
{
	string s("hello boy");
	for (auto temp : s)
	{
		cout << temp;
	}
}

3.迭代器正向

void Test3()
//正向迭代器
{
	string s(5, 'b');
	string::iterator it = s.begin();
	while (it != s.end())
	{
		cout << *it << endl;
		++it;
	}
}

4迭代器反向

void Test4()
//迭代器反向
{
	string s("hello");
	string:: reverse_iterator it = s.rbegin();
	while (it != s.rend())
	{
		cout << *it << endl;
		++it;
	}

}

string类的元素访问

1.operator[]

直接string类对象.[元素下标]的形式就可以

2.front---c++11提出

char&front()

获取string类对象元素列表的第一个元素

3.char&back()

获取string类对象元素列表的最后一个有效元素

 

 

4.string类的元素修改操作

1.void push_back(char c)

功能：在字符串末尾尾插

void Test1(string &str){

	str.push_back('!');
}

2.string& append(const string&str)

功能：在字符串后追加一个字符串 

void Test2(string &str){
	string a("world");
	str.append(a);
}

3.oeprator+=

string&operator+=(const string& str)

末尾追加一个string对象

string& operator+=(const char*s)

末尾追加C中字符

string& operator+=(const char c);

末尾追加字符

功能：字符串后追加一个字符串str/字符/C中的字符串

void Test3(string &str){
	string a("boy");
	str += a;
	char c = 'b';
	str += c;
	str += 'c';

}

const char* c_str（）const 

功能：返回c格式字符串

void Test4(string &str){

	cout <<str.c_str();
}

find

1.string::npos是string类中一个静态成员常量

npos表示size_t的最大值

由于npos是这一个无符号数，string类中定义为-1，转化为十进制有符号数刚好为最大值，常用来搭配find使用，如果找到返回元素下标pos如果没找到返回-1（打印的时候结果肯定不是-1，是一个很大的值，这是由于npos是无符号的）

find的几种使用场景

 

string (1)	size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;
c-string (2)	size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;
buffer (3)	size_t find (const char* s, size_t pos, size_t n) const;
character (4)	size_t find (char c, size_t pos = 0) const

 （1）针对要查找一个string对象是否在另一个string对象中出现，如果出现，返回第一次出现的位置，如果没找到则返回npos；

（2）我们要查找

//string::find
void Test1(string &str){
	string tar("yo");
	int position;
	position = str.find(tar);
	if (position != string::npos)
		cout << "find it" << position << "位置" << endl;

}
void Test2(string &str){
	int position;
	position = str.find("you");
	if (position != string::npos)
		cout << "find it" << position << "位置" << endl;

}
void Test3(string &str){
	
	int position;
	position = str.find("you",0,3);
	if (position != string::npos)
		cout << "find it" << position << "位置" << endl;

}
void Test4(string &str){
	int position;
	position = str.find('r', 0);
	if (position != string::npos)
		cout << "find it" << position << "位置" << endl;

}

int main(){
	string s("are you ok?");
	Test1(s);
	Test2(s);
	Test3(s);
	Test4(s);
	system("pause");
	return 0;
}

 

size_t rfind

功能：使用方法和find相同，但不同的是find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向前查找

string substr (size_t pos=0,size_t len =npos)const

功能：从字符串pos的位置开始，截取n个字符，然后将其返回。

 

 

1. 在string尾部追加字符时，s.push_back(c) / 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

5.string类非成员函数

operator +

void swap(string&x,string&y);

功能：交换两个string类中的字符串。

operator<<

功能：输出运算符重载

operator>>

功能：输入运算符重载

 

 operator>>(string)要空格就自动结束了

 

getline

 

(1)	istream& getline (istream& is, string& str, char delim); istream& getline (istream&& is, string& str, char delim);
(2)	istream& getline (istream& is, string& str); istream& getline (istream&& is, string& str)

功能：获取一行字符串

relational operators

 

(1)	bool operator== (const string& lhs, const string& rhs); bool operator== (const char* lhs, const string& rhs); bool operator== (const string& lhs, const char* rhs);
(2)	bool operator!= (const string& lhs, const string& rhs); bool operator!= (const char* lhs, const string& rhs); bool operator!= (const string& lhs, const char* rhs);
(3)	bool operator< (const string& lhs, const string& rhs); bool operator< (const char* lhs, const string& rhs); bool operator< (const string& lhs, const char* rhs);
(4)	bool operator<= (const string& lhs, const string& rhs); bool operator<= (const char* lhs, const string& rhs); bool operator<= (const string& lhs, const char* rhs);
(5)	bool operator> (const string& lhs, const string& rhs); bool operator> (const char* lhs, const string& rhs); bool operator> (const string& lhs, const char* rhs);
(6)	bool operator>= (const string& lhs, const string& rhs); bool operator>= (const char* lhs, const string& rhs); bool operator>= (const string& lhs, const char* rhs);

功能：大小比较

参考资料：www.cplusplus.com