本节目标：

1、为什么要学习string类

2.标准库中的string类

3.vs和g++下string结构说明

1.为什么学习string类

1.1 c语言中的字符串

1.2string类简介

2.标准库中的string类

2.1 string类

typedef basic_string<char, char_traits, allocator> string;

2.2string 类的常用接口说明（常用的，对于一些非常用的可以去官网查找手册）

1.string类的构造函数

  string常见的构造函数有：无参构造，用c_string构造string类对象，拷贝构造函数

无参构造：string()
c_string构造string类对象：string(const char *str);
拷贝构造：string(const string &str);
初始化字符串为count个c字符：string(int count,char c);

代码如下所示：

2 string类对象的容量操作 

 string 常用的容量操作如下表所示：

#include <iostream>
#include <string>int main()
{std::string str("Test string");std::cout << "The size of str is " << str.size() << " bytes.\n";return 0;
}

 3. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。

#include <iostream>
#include <string>int main ()
{char c;std::string str;std::cout << "Please type some lines of text. Enter a dot (.) to finish:\n";do {c = std::cin.get();str += c;if (c=='\n'){std::cout << str;str.clear();}} while (c!='.');return 0;
}

4. 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。

void TestPushBackReserve()
{string s;s.reserve(100);size_t sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';cout << "making s grow:\n";for (int i = 0; i < 100; ++i){s.push_back('c');if (sz != s.capacity()){sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}s.clear();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';s.reserve(10);sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
}int main()
{TestPushBackReserve();return 0;
}

5. 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。

int main()
{string s1("hello world");// 开空间s1.reserve(100);cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;// 开空间+填值初始化//s1.resize(200);s1.resize(200, 'x');cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;s1.resize(20);cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;s1.resize(0);cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;return 0;
}

2.3string 类对象的访问及遍历操作  

1.operator[] 

#include <iostream>
#include <string>int main()
{std::string str("Test string");for (int i = 0; i < str.length(); ++i){std::cout << str[i];}return 0;
}

 2.迭代器和范围for

#include <iostream>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main()
{std::string s1("Test string");// 迭代器string::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){// 写(*it)--;++it;}cout << endl;it = s1.begin();while (it != s1.end()){// 读cout << *it << " ";++it;}cout << endl;// 范围for// 底层替换为迭代器//for (char& ch : s1)for (auto& ch : s1){ch++;}cout << endl;for (char ch : s1){cout << ch << " ";}cout << endl;}

3.string类对象的修改操作

 push_back 尾插字符，append尾插字符串字面就能理解，其实他们都可以用+=实现，

string的连接是通过加法操作符实现的，加号两边可以随意组合string或是字符串字面量。

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;//string的连接int main()
{string s1 = "";string s2 = "";cout << "请输入两个用空格间隔的字符串：" << endl;cin >> s1 >> s2 ;string s3 = s1 + s2 ;cout << "字符串连接的结果为：" << s3 << endl;for (int i = 0;i < 3;i++){string s4 = "";cout << "请输入字符串:" << endl;cin >> s4;s3 +=s4;cout << "字符连接的结果是： " << s3 << endl;}return 0;
}

字符串的查找与替换

string字符串查找有find、rfind函数。

• find函数是从左往右查找，查找成功返回第一个出现的下标，失败返回-1。
• rfind是查找最后一个出现的下标，失败返回-1。 replace函数实现字符串替换。

 //find函数：从左往右查找
返回值：查找成功返回出现的位置，失败返回-1
int find(const string&str,int pos=0)const;//形参pos表示开始查找的起始位置
int find(const char *str,int pos=0)const;
int find(const char *str,int pos=0,int n)const;//从str的第pos开始的前n个字符中str出现的位置
int find(const char c,int pos=0);//查找字符c
//rfind函数：从右往左查找
int rfind(const string &str,int pos=npos);从pos位置开始查找str最后一次出现的位置
int rfind(const char *str,int pos=npos);从pos位置开始查找str最后一次出现的位置
int rfind(const char *str,int pos=pos,int n);从pos开始的前n个字符中str最后一次出现的位置
int rfind(const char c,int pos=0);//查找c最后一次出现的位置
//字符串替换
string &replace(int pos,int n,const string &s);//将字符串的第pos位置开始的n个字符替换成s
string &replace(int pos,int n,const char *s);

#include < iostream >
#include < string >
using namespace std;
void test()
{string str = "1asd3as456asd4789asd";int pos = str.find("asd");//查找asd第一次出现的位置cout << "pos=" << pos << endl;string temp = "asd";pos = str.find(temp,7);//从第7个位置开始查找asd出现的位置cout << "pos=" << pos << endl;pos = str.rfind(temp);//查找最后一次出现的位置cout << "pos=" << pos < < endl;pos = str.rfind("asd",7,2);//从第3个位置开始往前查找，查找"asd"中的前2个字符在str中最后一次位置cout << "pos=" << pos << endl;//字符串替换str.replace(1, 7, "c++");//从第一个位值开始将str的7个字符替换为c++cout << "str=" << str << endl;
}
int main()
{test();system("pause");
}

 函数                                                                   功能说明
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

  4string的读写 

  利用cout可以打印string，即将string输出到标准输出端，也就是命令行窗口。类似的，c++也提供了一种方法从标准输入端，也就是键盘将数据写入string。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;//string的读写int main()
{string s1;string s2;cout << "请输入用两个空格隔开的字符串！" << endl;cin >> s1 >> s2;cout << "s1: " << s1 << endl;cout << "s2: " << s2 << endl;return 0 ;
}

5 字符串比较

  string类中字符串比较函compare数有多个重载版本，既可以和C语言风格const char *字符串进行比较，也可以和string类字符串进行比较。相等返回0，不相等返回!0值。

字符串比较：
int compare(const char *str);//相等返回0，否则返回非0值
//比较string的len个字符，从idx位置开始
int string::compare (size_type idx, size_type len, const string& str) const
//从指定位置指定长度开始比较
int string::compare (size_type idx, size_type len, const string&str, size_type str_idx, size_type str_len) const
 

#include < iostream >
using namespace std;
#include < string >
void test()
{string str1 = "hello,world";if (str1 == "hello,world"){cout << "[const char *]相等" << endl;}string str2 = "hello,world";if (str1 == str2){cout << "[string]相等" << endl;}if (!str1.compare("hello,world")){cout << "[compare]相等" << endl;}//比较str1的前6个字符int ret=str1.compare(0,6,"hello,");cout << "ret=" << ret << endl;//从str1的第0个开始开始取出6个字符，//从"c++,hello,"的第4个位置开始，取出6个字符进行比较ret = str1.compare(0, 6, "c++,hello,", 4, 6);cout << "ret=" << ret << endl;
}
int main()
{test();system("pause");
}

6字符串的插入与删除

string类中插入函数insert支持多种插入方式，有多个重载版本。
字符串删除可以使用erease函数实现。

 

c++插入：
string& insert(int pos,const char *s);//从第pos位置开始插入s
string& insert(int pos,const string &s);

string &insert(int p0, const char *s, int n);//从p0位置开始插入s,插入的s连续n个字符
string &insert(int p0,const string &s, int pos, int n);//从p0位置开始插入s,插入的s从pos开始，连续n个字符

string &insert(int p0, int n, char c);//从p0处插入n个字符c

c++删除字符串
string &erase(int pos,int n=npos);//从pos位置开始删除n个字符
 

#include < iostream >
#include < string >
using namespace std;
void test()
{string str = "hello,";str.insert(2,"aaa");//从第2个位置开始插入aaacout < < "str=" << str << endl;str.insert(4, "1234", 1, 2);//从第4个位置插入，从"1234"的第1个位置开始，连续两个字符插入到str中cout << "str=" << str << endl;//字符串删除str.erase(2,4);//从第2个位置开始，删除4个字符cout << "str=" << str << endl;str.erase();//清空字符串cout < < "str=" << str <<"\t长度:"<< str.size()<<endl;

 3.vs和g++下string结构说明

3.1vs下string的结构：

• 当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组来存放
• 当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间 

union _Bxty
{ // storage for small buffer or pointer to larger onevalue_type _Buf[_BUF_SIZE];pointer _Ptr;char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing
} _Bx;

      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。  其次：还有一个size_t字段保存字符串长度，一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量 最后：还有一个指针做一些其他事。  故总共占16+4+4+4=28个字节。   

3.2.g++下string的结构

• 空间总大小
• 字符串有效长度
• 引用计数

struct _Rep_base
{size_type _M_length;size_type _M_capacity;_Atomic_word _M_refcount;
};