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导读
1. 基本概述
2. string类对象的常见构造
3. string类对象的容量操作
4. string类对象的访问及遍历操作
5. 迭代器
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导读
1. 基本概述
2. string类对象的常见构造
3. string类对象的容量操作
4. string类对象的访问及遍历操作
5. 迭代器
6. string类对象的修改操作
6.1 基本修改操作
6.2 c_str()函数
6.3 find npos、rfind和substr
7. 输入输出流、关系运算符以及getline
7.1输入输出流
7.2 关系运算符
7.3 getline 导读
今天我们来学习在C中string类的常见用法比如构造、容量操作、遍历访问以及一些修改操作。
1. 基本概述
C中的string类是一个用于处理字符串的标准库类。它提供了一些常用的操作和函数使得字符串的处理更加方便和高效。 字符串的表示string类可以表示一个字符序列可以包含任意长度的字符。字符串可以由字符数组或者字符串字面值初始化。 字符串的操作string类提供了一系列操作函数包括字符串的连接、复制、查找、比较等。可以通过这些操作函数对字符串进行各种操作。 字符串的长度string类提供了成员函数length()和size()来获取字符串的长度即字符的个数。 字符串的访问string类的字符可以通过下标操作符[]来访问也可以通过at()函数来访问。同时还可以通过迭代器来遍历字符串。 字符串的修改string类的字符可以通过下标操作符[]进行修改也可以通过成员函数append()、insert()、erase()等进行修改。 字符串的输入输出string类可以通过输入输出流进行字符串的输入和输出可以参与标准的输入输出操作。 字符串的比较string类提供了比较操作符、!、、、、来比较字符串的大小。
总之string类是C中用来处理字符串的一个非常重要的类提供了丰富的操作函数和方法方便了字符串的处理和操作。
2. string类对象的常见构造
函数名称功能说明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cstring(const strings)拷贝构造函数
void test_string1()
{string s0; //使用默认构造函数构造一个空的string对象s0。string s1(hello world);//使用字符串字面值构造一个string对象s1string s2(s1);//使用s1进行拷贝构造构造一个新的string对象s2string s3(s1, 5, 3);//构造一个从s1的第5个字符开始的长度为3的子串构造的string对象为s3。string s4(s1, 5, 10);//造一个从s1的第5个字符开始的长度为10的子串string s5(s1, 5);//构造一个从s1的第5个字符开始的子串直到字符串末尾cout s0 endl;cout s1 endl;cout s2 endl;cout s3 endl;cout s4 endl;cout s5 endl;string s6(10, #);//使用重复10次的字符#构造一个string对象s6。cout s6 endl;s0 s6;//将s6的值赋给s0cout s0 endl;
}
int main()
{test_string1();return 0;
}
3. string类对象的容量操作
函数名称功能说明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falseclear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
void capacity_operations()
{string str hello world;cout Size of the string: endl;cout str.size() endl;cout Length of the string: endl;cout str.length() endl;str.resize(5); // 修改字符串的长度为5cout After resizing the string: endl;cout str endl;str.resize(10, a); // 修改字符串的长度为10并用字符 a 填充剩余部分cout After resizing and filling the string: endl;cout str endl;str.clear(); // 清空字符串cout After clearing the string: endl; cout str endl;cout Is the string empty? endl;cout (str.empty() ? Yes : No) endl;cout Capacity of the string: endl;cout str.capacity() endl;str.reserve(20); // 设置容量为20cout New capacity of the string: endl;cout str.capacity() endl;
}int main()
{capacity_operations();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_arg0)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。
在这里可能有小伙伴们注意到了
为什么capacity返回的容量会比我们实际的多一些
capacity() 函数返回当前字符串的容量即字符串在不重新分配内存的情况下可以容纳的字符数。容量包括字符串实际存储的字符数以及额外的预留空间。 预留空间是为了避免频繁地进行内存重新分配操作当字符串的空间不足时string 类会自动分配一块更大的内存空间并将原来的字符拷贝到新的内存中。 需要注意的是capacity() 返回的容量不一定和实际分配的内存大小相等。实际分配的内存大小可以通过 sizeof(string) 来获得这个大小包括了除了存储字符之外的其他开销比如指针、长度信息等。 4. string类对象的访问及遍历操作
函数名称功能说明operator[ ] 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forC11支持更简洁的范围for的新遍历方式
void access_string()
{string str hello world;// 使用下标访问单个字符cout Using index access:;for (size_t i 0; i str.size(); i){cout str[i] ;}cout endl;// 使用迭代器访问单个字符cout Using iterator access:;for (auto it str.begin(); it ! str.end(); it){cout *it ;}cout endl;// 使用范围-based for循环遍历字符cout Using range-based for loop:;for (char ch : str){cout ch ;}cout endl;
}int main()
{access_string();return 0;
} operator[]是C中用于访问容器或数组中元素的运算符。 使用operator[]访问字符串中的字符时如果索引越界行为是未定义的。因此在使用operator[]之前应该确保索引在有效范围内。可以使用size()函数获取字符串的长度并将索引与长度进行比较来确保不越界。 rbegin() 和 rend() 是用于反向遍历字符串的迭代器 rbegin() 函数返回一个指向字符串最后一个字符的逆向迭代器即反向起始迭代器而 rend() 函数返回一个指向字符串第一个字符的前一个位置的逆向迭代器即反向结束迭代器。 范围for循环是C11引入的一种语法糖用于迭代一个范围内的元素。 我们使用范围for循环来遍历字符串str中的字符。在每次迭代时当前字符被赋值给变量ch然后我们将其输出。 范围for循环会自动处理迭代器的初始化和结束条件并且会在循环内部按顺序遍历范围内的所有元素。 5. 迭代器
迭代器是一种用于访问容器如数组、链表、字符串等中元素的对象。它类似于指针可以用来遍历容器中的元素并进行读取、修改等操作。
在 C 中string 类也提供了迭代器来遍历字符串中的每个字符。
string类提供了多种类型的迭代器包括正向迭代器、反向迭代器和常量迭代器。
int main()
{string str Hello, World!;// 正向迭代器string::iterator it;for (it str.begin(); it ! str.end(); it) {cout *it; // 输出当前字符}cout endl;// 反向迭代器string::reverse_iterator rit;for (rit str.rbegin(); rit ! str.rend(); rit) {cout *rit; // 输出当前字符}cout endl;// 使用常量迭代器遍历字符串string::const_iterator its;for (its str.begin(); its ! str.end(); its) {cout *its ;}cout endl;return 0;
} 使用常量迭代器可以确保在遍历字符串时不会修改字符串的内容。常量迭代器可以通过使用const_iterator或const_reverse_iterator类型来声明。
6. string类对象的修改操作
函数名称功能说明push_back在字符串后尾插字符cappend在字符串后追加一个字符串operator 在字符串后追加字符串strc_str返回C格式字符串find npos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 6.1 基本修改操作
int main()
{string str Hello;// 使用赋值运算符修改字符串的内容str Hello World;cout str endl;//使用push_back函数在字符串的末尾添加一个字符。str.push_back(?);cout str endl;// 使用运算符进行字符串追加str !;cout str endl;// 使用append函数进行字符串追加str.append( Welcome);cout str endl;// 使用insert函数在指定位置插入字符或子字符串str.insert(6, to);cout str endl;// 使用erase函数删除指定位置的字符或子字符串str.erase(11, 8);cout str endl;// 使用replace函数替换指定位置的字符或子字符串str.replace(6, 2, everybody);cout str endl;//使用assign函数将字符序列赋值给字符串对象str.assign( xxxxx);cout str endl;//将字符序列的一部分赋值给字符串对象str.assign(Hello World, 5);cout str endl;return 0;
} insert/erase/replace能少用就要少用因为基本都要挪动数据效率不高。
6.2 c_str()函数
c_str()是string类的一个成员函数用于返回一个指向string对象中字符数组的指针。一般情况下我们使用c_str()来将string对象转换为C风格字符串。
int main()
{string str Hello, World!;const char* cstr str.c_str();cout cstr endl;return 0;
} 6.3 find npos、rfind和substr
findnpos
find函数用于在字符串中查找指定子串的位置。npos是string类的静态成员常量它的值是一个特殊的无效位置通常为-1。
int main()
{string str Hello, World!;string subStr World;size_t found str.find(subStr);if (found ! string::npos) {cout 子字符串所在位置: found endl;}else {cout 没有找到 endl;}return 0;
}需要注意的是npos的值是一个特殊值可以用于与find函数的返回值比较以判断子串是否找到。在大多数情况下npos的值是一个非法的位置 。 rfind 函数
用于在字符串中从后往前查找子串的位置。rfind函数返回子串最后一次出现的位置如果未找到则返回一个特殊的值npos。
int main()
{string str Hello, Hello, World!;size_t found str.rfind(Hello);if (found ! string::npos) {cout Last occurrence found at position: found endl;}else {cout Substring not found. endl;}return 0;
} substr函数
substr函数用于从一个字符串中提取子串。
它接受两个参数开始位置和要提取的子串的长度。
int main()
{string str Hello, World!;// 提取从位置7开始的子串string sub1 str.substr(7);cout Substring 1: sub1 endl;// 提取从位置0开始长度为5的子串string sub2 str.substr(0, 5);cout Substring 2: sub2 endl;return 0;
} 注意
如果提供的位置超出了字符串的长度或者指定的长度超出了可用的子串长度都会导致未定义行为。因此在使用substr函数时需要确保提供的参数符合字符串的有效范围。
7. 输入输出流、关系运算符以及getline
函数功能说明operator输入运算符重载 operator 输出运算符重载getline获取一行字符串relational operators 大小比较
7.1输入输出流
operator和operator都是C中的重载运算符用于对输入流和输出流进行操作。
operator是输入流运算符用于从输入流中读取数据。
istream operator(istream is, T value);其中is是输入流对象value是要读取数据的变量或对象。operator函数返回一个输入流对象并将读取到的数据存储到value中。 operator是输出流运算符用于向输出流中写入数据。
ostream operator(ostream os, const T value);其中os是输出流对象value是要写入输出流中的变量或对象。operator函数返回一个输出流对象。 这两个运算符可以重载为类成员函数或非成员函数。当重载为类成员函数时第一个参数是隐式的表示调用运算符的对象当重载为非成员函数时可以在函数的参数列表中指定输入/输出流对象。
class Point
{
public:int x, y;
};//非成员函数
ostream operator(ostream os, const Point p)
{os ( p.x , p.y );return os;
}//非成员函数
istream operator(istream is, Point p)
{is p.x p.y;return is;
}int main()
{Point p;cout Enter x and y coordinates: ;cin p;cout You entered: p endl;return 0;
}operator被重载为非成员函数用于将Point对象的坐标输出到输出流中operator也被重载为非成员函数用于从输入流中读取坐标并存储到Point对象中。在main()函数中程序首先提示用户输入坐标然后使用operator运算符将读取到的坐标存储到Point对象p中最后使用operator运算符将p对象的值输出到屏幕上。 7.2 关系运算符
在C中string 类型可以使用关系运算符relational operators进行比较。以下是string 类型可用的关系运算符
检查两个字符串是否相等。!检查两个字符串是否不相等。检查第一个字符串是否小于第二个字符串按字典顺序比较。检查第一个字符串是否大于第二个字符串按字典顺序比较。检查第一个字符串是否小于等于第二个字符串按字典顺序比较。检查第一个字符串是否大于等于第二个字符串按字典顺序比较。
int main()
{string str1 hello;string str2 world;if (str1 str2) {cout The strings are equal endl;}else if (str1 str2) {cout str1 is less than str2 endl;}else {cout str1 is greater than str2 endl;}return 0;
}7.3 getline
getline 函数用于从输入流如键盘、文件中读取一行字符串。
getline(istream input_stream, string str, char delimiter);input_stream 是输入流可以是 cin键盘输入或 ifstream文件输入等。str 是用于存储读取的字符串的变量它必须是 string 类型的引用。delimiter 是一个可选参数表示行结束的分隔符默认值为换行符 \n。 int main()
{string str;cout Enter a line of text: ;getline(cin, str);cout You entered: str endl;return 0;
}
