【C++】string进一步介绍

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1. 前言

在之前的博客中初步介绍了string一下: 【C++】string类初步介绍，那么这次来看看它的实现。

2. 迭代器

string类对象的访问及遍历操作：

函数名称	功能说明
operator[] （重点）	返回pos位置的字符，const string类对象调用
begin+ end	begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
范围for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式
rbegin + rend	rbegin反向迭代器以反向开始,end将迭代器返回到末尾

2.1 反向迭代器

在前面的一篇中已经提到了前面三个，这次来看看反向迭代器。
reverse_iterator：将给的字符串反向逆置。

void test_string3()
{
	string s1("hello,world");
	string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();
	while (rit != s1.rend())
	{
		cout << *rit <<" ";
		rit++;
	}
	cout << endl;


}

rbegin给rit,rit!=rend，然后加加rit。它本身就是反过来的，所以得用加加。

2.2 const对象迭代器

这里还有const对象的迭代器，他们两个有什么区别呢？
const要用const迭代器(const_iterator)，不能修改对象值。

**iterator是可读可写，const_iterator只读。**会根据自己属性去调用。

string::iterator it2 = s1.begin();
	while (it2 != s1.end())
	{
		*it2 += 3;
		cout << *it2 << " ";
		it2++;
	}
	cout << endl;
	
const string s3("hello world");
	string::const_iterator it3 = s3.begin();
	while (it3 != s3.end())
	{
		cout << *it3 << " ";
		it3++;
	}
	cout << endl;

rbegin同样有两种。


总共有四种迭代器：正向反向iterator，和正向反向const_iterator。用到最多是正向iterator。

3. Capacity

3.1 size和length

这里的size和length有什么区别呢?
直接用代码来测试一下：

void test_string4()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
}

很显然，它们没有区别。有两个的原因是:string产生得比较早，没有出数据结构规范，在字符串长度取名字时候取的是length，后来stl出来之后，就增加了一个size。length是一个局限的取名，用size更统一。C++是两种都是兼容的。

3.2 max_size

在x86环境下来看看max_size有多大：

但是不同平台的max_size可能有所不同。

3.3 capacity

来看看capacity大小：
发现会比size要大


来看看string的扩容机制：
先取string当前的capacity，然后push_back，如果空间不够可能会引起capacity的变换；每次插入前获取新的capacity和旧的相比较看看相不相等，如果不相等，就把新的capacity赋值给旧的，并输出新的capacity。

    string s;
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:\n";
	cout << sz << endl;
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}

第一次扩容的是原基础的2倍，剩下的都是1.5倍

与linux的扩容机制是不同的。
来看看linux的扩容机制：

g++扩容是两倍扩:

STL是一个规范，规定功能，没有规定实现细节。

3.4 clear

clear是指的清数据，空间不一定清理：

string s1("hello world");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;

	s1.clear();
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;

capacity并没有改变。

就算将s1多输入字符，它的的capacity在clear后也不会改变;

3.5 shrink_to_fit （了解即可）

如果想要缩容用就要用shrink_to_fit ：

string s1("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;

	s1.clear();
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;

	s1.shrink_to_fit();
	cout << s1 << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << s1.size() << endl;

这里缩容到15

3.6 reserve

注意区分：
reserve是保留
reverse是反转，翻转

reserve是用来扩容的。

string s;
	s.reserve(100);
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:\n";
	cout << sz << endl;
	
	for (int i = 0; i < 100; ++i)
	{
		s.push_back('c');
		if (sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
		}
	}

在linux里面：


reserve会不会缩容呢？
来看看代码：

string s1("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;

	s1.reserve(20);
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;

reserve是不会缩容的。
reserve比capacity大才扩容。

3.7 resize

resize改变size。

resize有三种情况。

resize从三个角度来对它进行分析：
假设这里size是17，capacity是32

1. resize给的比size小，会删除

string s2("hello worldxxxx");
	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl;
	s2.resize(10);

	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl;

2. resize给的在size和capacity之间，插入

   string s2("hello worldxxxx");
	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl << endl;
	/*s2.resize(10);*/
	s2.resize(20);

	cout << s2.size() << endl;
	cout << s2.capacity() << endl;

默认插入\0

3. resize给的比capacity大，扩容+插入

总之:

所以知道要插入多少数据，就提前开好空间，避免了扩容，提高了效率。

4. Element access

4.1 operator[]

在上一篇博客中已经提过了，有需要可以看看【C++】string类初步介绍

在用[]越界是断言错误：

4.2 at

    string s1("hello world");
	cout << s1[6] << endl;
	cout << s1.at(6)<< endl;

at与[]的越界报错不一样。
用at越界时候报的是非法

5. Modifiers

5.1 push_back

尾插一个字符

想尾插一个字符：

void test_string7()
{
	string s1("hello world");
	s1.push_back('!');
	cout << s1 << endl;
}

5.2 append

append尾插，可以插入一个字符，也可以插入字符串。

    string s1("hello world");
	/*s1.push_back('!');*/

	s1.append("!");
	cout << s1 << endl;

	s1.append("abcd");
	cout << s1 << endl;

一般用得最多的就是：

5.3 operator+=

+=用起来就比较方便

来看个例子:

   string s1("hello world");
	s1 += ' ';
	s1 += "abc";
	cout << s1 << endl;

5.4 assign（了解即可）

assign赋值，字符覆盖

可以把当前字符覆盖：

	string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	s1.assign("xxxxx");
	cout << s1 << endl;

5.5 insert

insert都是在当前位置的前面插入

常用的就是：

举个例子：

string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	s1.insert(0, "abc");
	cout << s1 << endl;

5.6 erase

erase删除

常用：

如果这个内容太短小于npos，就全部删除。

举个例子:

string s1("hello world");
	cout << s1 << endl;

	/*s1.insert(0, "abc");*/

	s1.erase(5,10);
	cout << s1 << endl;

erase不给值就直接删空了：

5.7 replace

replace替换

把pos位置，一个字符替换成两个xx：

    string s2("hello world");
	cout << s2 << endl;
	s2.replace(6, 1, "xx");
	cout << s2 << endl;

一般结合find()使用：

来看个代码：

string s2("hello world hello abcd");

	size_t pos = s2.find(' ');
	while (pos != string::npos)
	{
		s2.replace(pos, 1, "%20");
		pos = s2.find(' ');
	}
	cout << s2 << endl;

insert erase replace要少用，因为基本上都要挪动数据，效率不高。

像替换这里还可以用范围for：

string s3;
	for (auto ch : s2)
	{
		if (ch != ' ')
		{
			s3 += ch;
		}
		else
		{
			s3 += "%20";
		}
	}
	cout << s3 << endl;

5.8 swap

来看一个例子：把空格位置换成20%：

void test_string9()
{
    string s2("hello world hello abcd");
	string s3;
	s3.reserve(s2.size());
	for (auto ch : s2)
	{
		if (ch != ' ')
		{
			s3 += ch;
		}
		else
		{
			s3 += "20%";
		}
	}
	cout << s3 << endl;
	s2.swap(s3);
	cout << s2 << endl;
}

6. String operations

6.1 c_str

在C语言中有打开文件的操作，在c++里面要打开文件就要用到c_str，让它来兼容C语言。

来个例子:

void test_string10()
{
	string s1("hello world");
	string filename("test.cpp");
	FILE* fout = fopen(filename.c_str(), "r");

}

6.2 find 和 substr

find查找

substr去一个字符串的字串。

如果想要拿到一个文件的后缀，就用find，但要将后缀拷贝下来就得用到substr。
来看看简单的实现：

void test_string10()
{
	string s1("file.cpp");
	size_t pos1= s1.find('.');
	if (pos1 != string::npos)
	{
		string suffix = s1.substr(pos1);
		cout << suffix << endl;
	}
	else
	{
		cout << "没有后缀" << endl;
	}
}

6.3 rfind

如果查最后一个序列怎么办呢？
用rfind，从后往前找

void test_string10()
{
	string s1("file.cpp.tar.zip");
	size_t pos1= s1.rfind('.');
	if (pos1 != string::npos)
	{
		string suffix = s1.substr(pos1);
		cout << suffix << endl;
	}
	else
	{
		cout << "没有后缀" << endl;
	}
}

如果给的网站很多怎么按协议，域名，网址分开呢？

协议到：，域名从i+3的位置开始，到第一个/就结束。网址就是剩下的部分

void test_string10()
{
    string url1("https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/substr/");
	string protocol, domain, uri;//协议，域名，网址
	size_t i1 = url1.find(':');
	if (i1 != string::npos)
	{
		protocol = url1.substr(0, i1 - 0);
		cout << protocol << endl;
	}

	size_t i2 = url1.find('/',i1+3);
	if (i2 != string::npos)
	{
		domain = url1.substr(i1+3, i2-(i1+3));
		cout << domain << endl;

		uri = url1.substr(i2+1);
		cout << uri << endl;
	}
}

6.4 compare

compare是按照ascii比较

    string str1("green apple");
	string str2("red apple");

	cout << (str1 < str2) << endl;

	

r的ASCII比g的ASCII小：

7. Non-member function overloads

7.1 operator+

来用代码实现一下：

    string ss1 = "xxx";
	string ss2 = "yyy";
	string ret = ss1 + ss2;
	cout << ret << endl;

还支持这样的写法：

   string ret1 = ss1 + "yyy";
	string ret2 =  "yyy"+ss2;
	cout << ret1 << endl;
	cout << ret2 << endl;

7.2 getline

getline获取一行。

举个例子：获得一个字符串里面最后一个单词的长度

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
	string line;
	// 不要使用cin>>line,因为会它遇到空格就结束了
	// while(cin>>line)
	while (getline(cin, line))
	{
		size_t pos = line.rfind(' ');
		cout << line.size() - pos - 1 << endl;
	}
	return 0;
}

有问题请指出，大家一起进步！！！