C++知识整理day5容器——string容器

0.前置知识–STL简介

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。
STL的六大组件：

我们之前在数据结构阶段学了很多，包括顺序表、链表、栈、队列、二叉树等等；在之后我们在做算法题时，需要用到哪个数据结构，靠我们手写是不太现实的，C++帮我们封装了很多的容器，本质上他们都是给我们实现好的一个个类，我们直接使用即可。当然我们也要学习他的底层，这是很重要的。
本节我们先来学习一下string类。这里有个小知识点，其实string类是不属于STL里的容器的。因为string类的出现是比容器早很多的，因为需要频繁使用字符串。所以string类在设计的时候，不是设计的很好。

string类的内容大概是这样，有size，也有capacity，当然里面有很多的成员方法。（其实里面也有buffer数组，了解一下）

1.为什么要学习string类？

C语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符的集合，为了操作方便，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离开的，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。比如说strcpy，我们必须有足够的空间让他来拷贝，他的空间大小是固定的，不想string，他的本质就是一个类，是可以自动扩容的。

2.auto关键字和范围for

2.1 auto关键字

1. 使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，后来这个不重要了。C++11中，标准委员会变废为宝赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。

2. 用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&
   

3. 当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。
   

4. auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用
   
   

5. auto不能直接用来声明数组
   
   Q：写了类型本来就不费事，还要使用auto干什么？
   A：等到后面写容器迭代器的，就会很好用。

2.2 范围for

1. 对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代，自动取数据，自动判断结束。
2. 范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历
3. 范围for的底层很简单，容器遍历实际就是替换为迭代器，这个从汇编层也可以看到

示例：

int a[5] = {
    1, 2, 3, 4 ,5 };
	for (auto x : a)
	{
   
		cout << x << ' ';
	}
	cout << endl;

注意：上面我们写的是auto x : a 其底层是将数组a对应下标的值赋值给x，x只是一个临时拷贝的对象，改变x的值不会影响到数组a，我们若是想改变数组a的值，我们就需要使用引用的概念，示例：

3.string类常用的接口

推荐大家去C++的官网学习对应的接口:https://cplusplus.com/

3.1 string类对象常见的构造

构造函数名称	功能说明
string s	构造空的string类对象s，即空字符串
string(const string& s)	拷贝构造函数
string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos)	从字符串str上，从下标pos开始拷贝npos个字符
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 char* s, size_t n)	从C-string中拷贝前n个字符

注：这里解释一下npos，npos默认值是-1，即拷贝到字符串str的末尾，当npos大于字符串长度时不会报错，会拷贝完这个字符串。npos是一个静态成员变量，他的类型是size_t。

示例：

string s1();//构造一个空的字符串
	string s2("hello world!");//用C-string来构造string对象
	string s3(s2);//拷贝构造
	string s4(s2, 6);//npos默认值是-1
	string s5("hello world", 5);//拷贝前五个字符
	string s6(5, 'x');
	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	cout << s5 << endl;
	cout << s6 << endl;

3.2 string类对象的访问

函数名称	功能说明
operator[pos]	返回pos位置的字符，即下标访问
at(pos)	返回pos位置的字符
back()	返回最后一个元素
front()	返回第一个元素

示例：

string s("hello world");
	for (int i = 0; i < s.size(); i++)
	{
   
		cout << s[i];
	}
	cout << endl;
	for (int i = 0; i < s.size(); i++)
	{
   
		cout << s.at(i);
	}
	cout << endl;

	cout << "s.front():" << s.front() << endl;
	cout << "s.back():" << s.back() << endl;

Q：使用下标[]和at()有什么区别吗？
A：对于访问字符串，如果越界了的话，[]会直接报错，终止程序运行，而at可以通过抛异常来解决，示例：

对于at()访问越界的字符串，我们只要通过捕异常就可以让程序继续运行。

而通过下标[]来获取越界的字符，会直接终止程序。

3.3 string类对象的遍历–迭代器

通过上面下标的方式也可以遍历字符串，这里我们主要讲解一下通过迭代器来遍历。

Q：既然下标可以遍历，为什么还要使用