一. string介绍。
- 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（面向对象的程序设计）的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会发生越界访问。
string类：
- string是表示字符串的字符串类。
- 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。
-
string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>
string;
- 不能操作多字节或者变长字符的序列。
- 在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;
二.string类的常用使用接口。
1.string类的对象的常见构造：
-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
int main()
{
string str1;
string str2("hello world!");
string str3(5, 'a');
string str4(str2);
cout << str2 << endl;
cout << str3 << endl;
cout << str4 << endl;
return 0;
}
2.tring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
int main()
{
string str1{ "hello world" };//C++11 初始化列表。
cout << str1.size() << endl;// 11
cout << str1.length() << endl;// 11
cout << str1.empty() << endl;// 0
cout << str1.capacity() << endl;// 15
str1.reserve(24);
cout << str1.capacity() << endl; // 31
str1.resize(40);
cout << str1.size() << endl; // 40
cout << str1.capacity() << endl; // 47
cout << str1 << endl; // ...
//从代码中可以看出string类的扩容和vector的扩容很像。
//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
str1.clear();
cout << str1 << endl;
cout << str1.capacity() << endl; // 47
cout << str1.size() << endl; // 0
return 0;
}
注意：
- 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()。
- clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
-
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。
- 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[] ：（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rbegin + rend 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
int main()
{
string str1("I love you!");
//1.operator[]
for (int i = 0; i < str1.size(); ++i)
cout << str1[i];
cout << endl;
//2.迭代器。
//auto 关键字
auto it = str1.begin();
while (it != str1.end())
{
cout << *it;
it++;
}
cout << endl;
//3.c++11 for 访问
for (auto &e : str1)
cout << e;
cout << endl;
return 0;
}
4.string类对象的修改操作：
-push_back ：在字符串后尾插字符c
-append ：在字符串后追加一个字符串
-operator+=： (重点) 在字符串后追加字符串str
-c_str：(重点) 返回C格式字符串
-find + npos：(重点) 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
int main()
{
string str1("hello world!");
string str2("like ");
//str1.append("aaa");// 在str1 后追加字符串
str1.append(str2); // 在str1 后追加 str2
cout << str1 << endl;
str1.push_back('c');//追加字符
cout << str1 << endl;
str2 += str1;//追加字符串str1
str2 += 'a';//追加字符
cout << str2 << endl;
cout << str2.c_str() << endl;//c方式打印
// 获取file的后缀
string file1("string.cpp");
size_t pos = file1.rfind('.');//找到pos位置
string suffix(file1.substr(pos, file1.size() - pos));//截取pos后的字符 .cpp
cout << suffix << endl;
// npos是string里面的一个静态成员变量
// static const size_t npos = -1;
// 取出url中的域名
string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/");
cout << url << endl;
size_t start = url.find("://");//找到“：//”的位置
if (start == string::npos)
{
cout << "invalid url" << endl;
}
start += 3;//跳过://
size_t finish = url.find('/', start);//找到从start开始的“:/”.
string address = url.substr(start, finish - start);//从start开始找域名
cout << address << endl;
return 0;
}
注意：
- 在string尾部追加字符时，s.push_back© / 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。
- 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+ ： 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
-operator>> ：（重点） 输入运算符重载
-operator<< ：（重点） 输出运算符重载
-getline ：（重点） 获取一行字符串
-relational operators ：（重点） 大小比较
三.string的模拟实现：
namespace ice
{
class string
{
friend ostream& operator<<(ostream &out, const string &s);
public:
typedef char* iterator;//迭代器
public:
string(const char* str="")//构造函数
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
string(const string& s)//拷贝构造函数;
:_str(nullptr),
_size(0),
_capacity(0)
{
string tem(s);
this->Swap(tem);
}
string operator=(string s)//赋值语句
{
this->Swap(s);
return *this;
}
~string()
{
if (_str)
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
}
}
///
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
char operator[](size_t i)
{
assert(i<_size);
return _str[i];
}
const char operator[](size_t i)const
{
assert(i < _size);
return _str[i];
}
void push_back(char c)
{
if (_size == _capacity)
Reserve(_capacity * 2);
_str[_size++] = c;
_str[_size] = '\0';
}
size_t size()
{
return _size;
}
size_t capacity()
{
return _capacity;
}
void Swap(string& s)//交换函数
{
swap(_str, s._str);
swap(_size, s._size);
swap(_capacity, s._capacity);
}
void Resize(size_t newSize, char c = '\0')
{
if (newSize > _size)
{
// 如果newSize大于底层空间大小，则需要重新开辟空间
if (newSize > _capacity)
{
Reserve(newSize);//扩容
}
memset(_str + _size, c, newSize - _size);
}
_size = newSize;
_str[newSize] = '\0';
}
void Reserve(size_t newCapacity)//扩容
{
// 如果新容量大于旧容量，则开辟空间
if(newCapacity > _capacity)
{
char* str = new char[newCapacity + 1];
strcpy(str, _str);//把旧空间的内容拷贝到str;
// 释放原来旧空间,然后使用新空间
delete[] _str;
_str = str;
_capacity = newCapacity;
}
}
string& operator+=(char c)
{
push_back(c);
return *this;
}
const char* c_str()const// c_str 方法;
{
return _str;
}
private:
char* _str;
size_t _capacity;
size_t _size;
};
}
ostream& ice::operator<<(ostream &out, const string &s)
{
out << s._str;
return out;
}
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