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【C++】string类接口的了解和使用(一)

发布时间:2023-06-29 13:00:18

为什么我们要学string类呢?那是必须是为了方便啊!在C语言中,我们创建一个字符串,有很多操作或者必须要注意的细节会把控不住,所以C++中出现了string类,让我们应对字符串等oj题也方便快捷了许多!

一、STL的介绍

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 :仿函数、算法、迭代器、空间配置器、容器、配接器。

这些在我们接下来的学习都会深入学习!

网上有句话说: “ 不懂 STL ,不要说你会 C++” 。 STL 是 C++ 中的优秀作品,有了它的陪伴,许多底层的数据结构

以及算法都不需要自己重新造轮子,站在前人的肩膀上,健步如飞的快速开发。

二、标准库中的string类

1、简介string

string是一个模板,是因为编码不同,导致char的字节数不同,所以需要模板来适应不同的编码类型,原型差不多就是这样的:

 我们接下来研究的:utf-8,char为一个字节的string类

 2、库中的string类的常用接口说明

   1.构造函数

在学习任何类之前,当然要先看它的构造函数了!(我们只了解重要且常用的)

 构造函数:直接上例子:

  可以看得出,s1为默认的构造函数


s2是带参的构造函数(理解:会开辟一段空间,将内容存起来)


s3的构造方式,会发生隐式类型转换,会产生临时变量,先构造,再拷贝构造,优化后就是构造


s4构造是用n个char c 字符去初始化


拷贝构造:自定义类型拷贝会发生深拷贝,所以形参一般要用引用减少拷贝,提高效率


s5,s6都是拷贝构造


2.npos

npos是一个静态成员变量,无符号整型,是一个极大的数。

对于这个构造函数,是在str的pos位置开始向后len的长度,这段字符串进行初始化。

那默认不传len,len的值就是npos,是一个非常大的数,当len大于str的长度时,默认到了str的最后一位。

3.遍历 

共有三种遍历方式:

void test2() {  string s1("12345678");  // 1、下标 []  for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)  {  s1[i]++;  }  cout << s1 << endl;    // 2、范围for  for (auto& ch : s1)  {  ch--;  }  cout << s1 << endl;    // 3、迭代器 -- 通用的访问形式  string::iterator it1 = s1.begin();  while (it1 != s1.end())  {  *it1 += 1;  ++it1; // 把string里的内容每一个都加了一  }   it1 = s1.begin();  while (it1 != s1.end())  {  cout << *it1 << " "; //打印每一个内容  ++it1;  }  cout << endl; }

   

可以看的出:operator[]有两个接口,一个是有const,一个没有const


operator[],是一个可读且可写的接口。


当const只读对象调用时,就会调用const接口


当只写对象调用时,就会调用非const,


所以对于即可写又可读的接口函数来说,就有两个版本,const和非const


还有一点:operator[]内部有防止越界访问的功能:assert(pos<=size);


迭代器的遍历方法:


这里的迭代器是string类的自定义的一种类型,需要string::


迭代器我们现在可以看作是 和指针相差不多的东西(行为像指针),但他又不是指针,具体的底层我们后面会见面。


begin()就是指向第一个位置,end()指向最后一个有效字符的下一个位置


迭代器要注意的地方:

我们可以看到:迭代器也分为const和非const,那什么时候分别用哪个呢?

const_iterator:只能在const对象下使用,并且const迭代器可以改变迭代器本身,但不能改变迭代器所指向的内容 

迭代器有正向迭代器和反向迭代器:

void Print(const string& s) {   // 只读不写,可以遍历改变it,但不能改变他指向内容  string::const_iterator it = s.begin(); //正向迭代器  while (it != s.end())  {  // *it += 1; 错误!   cout << *it << " ";  ++it;  //正向迭代器就是正着迭代++  }  }  cout << endl;   //string::const_reverse_iterator rit = s.rbegin();  auto rit = s.rbegin(); //反向迭代器  while (rit != s.rend())  {  cout << *rit << " ";  ++rit;  //都是++,这里不可以类比指针反向迭代器就是反着迭代++  }  cout << endl; }

   

学会了吗?

 3.capacity

1.size,lenth,max_size,capacity

在string中,我们会怎么描述字符串长度??length是不是更贴合,那为什么又有size呢??


因为string是早于stl的,在它之后size更普遍适用,为了普遍化,那只能添加一个size了


size==length,就是求长度或者字符个数。(length淘汰!!)只读接口,加const

 capacity:string的容量,和size可不相同。

clear:因为stl只是规范了每个接口名字或者参数,但并没有将每一个容器函数的细节拿捏死,所以对于clear,我们并不知道他清空数据以后,是否还要回收空间。得需要验证!

void test4() {  string s("hello world");  cout << s.size() << endl;  cout << s.length() << endl;  cout << s.capacity() << endl;   s.clear();  cout << s << endl;  cout << s.capacity() << endl; }

   

可以发现,clear之后并没有回收空间,也不会缩容

empty(),就是来判空的

2.shrink_to_fit

当capacity大于size时,将size和capacity保持一致,会缩容,但缩容代价还是挺大的,一般也不这么搞。

3.reserve、resize(重点)

只改变capacity

在我们知道需要多少空间时,插入数据,为了防止反复扩容(扩容代价大),我们可以提前预留空间,开辟好。


那到底是怎么扩的呢??一次扩多少?


我们在vs和g++上分别测试得出:vs上面会1.5倍扩容,但是存在内存对齐问题,会有些许偏差,但空间还是大于我们要开辟的。g++就是2倍扩容,要多少扩多少,不会有偏差。

 第一次预留500,第一次扩容到766,第二次扩容1149,差不多就是1.5倍

resize:它改变的是 size

当n不同,resize会分为三种情况:(n为size改变后的值)



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