概览

标准库中的string类

string（cplusplus.com）

「string类（了解）」

1. 字符串是表示字符序列的类
2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
3. string类是使用char（即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信息，请参阅 basic_string）。
4. string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数（根于更多的模板信息请参考 basic_string）。
5. 注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员（如长度或大小）以及它的迭代器，将仍然按照字节（而不是实际编码的字符）来操作。

﹝编码﹞

字符编码（英语：Character encoding）也称字集码，是把字符集中的字符编码为指定集合中某一对象（例如：比特模式、自然数序列、8位组或者电脉冲），以便文本在计算机中存储和通过通信网络的传递。（字符编码—百度百科）

▪ ASCII：(American Standard Code for Information Interchange)美国信息交换标准代码
▪ GBK：GBK全称《汉字内码扩展规范》（GBK即“国标”、“扩展”汉语拼音的第一个字母，英文名称：Chinese Internal Code Specification）

「string类的常用函数接口」

• #include <string>
• string—constructor.cplusplus.com

﹝1.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 常量字符串 来构造string类对象
string(size_t n, char c)	用 n 个字符 c 来构造string类对象
⭐string(const string& s)	拷贝构造函数

示例：

#include <string>
using namespace std;
string s1;//调用无参的构造函数，构造空的string类对象
string s2("hello RoundBottle");//用常量字符串构造string类对象
string s3(13, 'x');//用 13个x 构造 string类对象
string s4(s2);//拷贝构造

注意：string 类对象支持直接用 cin 和 cout 进行输入和输出

string s("hello, RoundBottle!");
cout << s << endl;

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﹝2.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
append	在字符串后追加一个字符串
⭐operator+=	在字符串后追加字符串str
⭐c_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

• 注意：

1. 在string尾部追加字符时，s.push_back( c ) / 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。
2. 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（下面会介绍）把空间预留好。

• 示例：
  

‹ c_str ›

std::string::c_str
const char* c_str() const;

ps. cout 会自动识别类型，c_str() 函数的返回值是 const char* ，强制转成 void* 才会打印地址

c_str接口的意义：为了和C语言的接口兼容

‹ npos ›

public static member constant

static const size_t npos = -1; Maximum value for size_t
size_t无符号整型→ -1 本质上是整型的最大值！

‹ string结构 ›

• vs下string的结构：先是有一个联合体，联合体用来定义string中字符串的存储空间：
  当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组 （buf[16]） 来存放
  当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间

故：8 + 8 + 8 + 16 = 40字节（如上图所示）

这种设计也是有一定道理的，大多数情况下字符串的长度都小于16，那string对象创建好之后，内部已经有了16个字符数组的固定空间，不需要通过堆创建，效率高。

vs 一般是1.5倍扩容

• g++下string的结构
  g++下，string是通过写时拷贝实现的，string对象总共占4个字节，内部只包含了一个指针，该指针将来指向一块堆空间，内部包含了如下字段：
  • 空间总大小
  • 字符串有效长度
  • 引用计数
  • 指向堆空间的指针，用来存储字符串。

g++ 一般是2倍扩容

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﹝3.string类对象的容量操作﹞

函数名称	功能说明
⭐size	返回字符串有效长度
length	返回字符串有效长度
capacity	返回空间的总大小（不包括\0）
⭐empty	检测字符串是否为空串，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	将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充

• ‹ size 与 length ›

ps. 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()。

• ‹ size && capacity ›
  

‹ clear ›

清空 string 的内容，size 置零

‹ reserve ›

std::string::reserve
void reserve (size_t n = 0);
Request a change in capacity
Requests that the string capacity be adapted to a plannedchange in size to a length of up to n characters.

If n is greater than the current string capacity, the function causes the container to increase its capacity to n characters (or greater).

In all other cases, it is taken as a non-binding request to shrink the string capacity: the container implementation is free to optimize otherwise and leave the string with a capacity greater than n.

This function has no effect on the string length and cannot alter its content.

• 对于函数所传参数size_t n
  • 默认缺省值为0
  • n > current string capacity ：该函数会导致容器将其容量增加到 n 个字符（或更大）
  • n <= current string capacity ：容器实现可以自由优化，否则，字符串的容量大于 n。

‹ resize ›

std::string::resize
void resize (size_t n);
void resize (size_t n,char c);
Resize string
Resizes the string to a length of n characters.

If n is smaller than the current string length, the current value isshortened to its first n character, removing the characters beyond the nth.

If n is greater than the current string length, the current content is extended by inserting at the end as many characters as needed to reach a size of n. If c is specified, the new elements are initialized as copies of c, otherwise, they are value-initialized characters (null characters).

resize：将字符串大小调整为 n 个字符的长度

• n > current string length ：删除 n 个字符长度以后的数据
  
• n >= current string length ：在末尾插入所需数量的字符以达到 n 大小来扩展当前内容
  

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﹝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for	C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

void test7()
{string s("abcdefg");string::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;
}

注：范围for底层也是迭代器

string s("abcdefg");
for (auto ch : s)
{cout << ch << ' ';
}
cout << endl;

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END