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1. C/C++中的字符串
1.1. C语言中的字符串
1.2. C++中的字符串
2. string的接口
2.1. string的迭代器
2.1.1begin()与end()函数
2.2.2 rbegin()与rend()函数
2.2. string的初始化与销毁
2.3. string的容量操作
2.3.1 size()，length()，capacity()
2.3.2 empty()函数
2.3.3. clear()函数
2.3.4 resize（）
2.3.5 reverse（）
2.4. string的访问操作
2.4.1 operator[]与at
2.4.2 back()
2.4.3 front ()
2.5. string的修改操作
2.5.1. 字符串的增加
2.5.1.1 push_back(),operator+=,insert(),append()
2.5.2. 字符串的替换
2.5.2.1 assign（）
2.5.2.2 replace （）
2.5.3. 字符串的删除
2.5.3.1 pop_back()
2.5.3.2 erase ()
2.5.4. 字符串的交换
2.6 string类对象的操作（operations）
2.6.1、c_str（重点）
2.6.2 find()
2.6.3 refind()
2.6.4 substr（）
2.6.5 fid_first_of
2.6.6 find_last_of ()
2.6.7 find_last_not_of
2.7string类对象的非成员函数
2.7.1 swap
2.7.2 operator<< operator>>编辑
2.7.3 getline
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1. C/C++中的字符串
1.1. C语言中的字符串
在 C 语言中，字符串是由字符组成的字符数组，以空字符 '\0' 作为结束标志。由于数组特点，字符串的大小在定义数组时就已经确定，无法更改。
//数组大小为20char str[20] = "hello world!\n";
当然我们可以通过动态内存分配来来解决这个问题，但无疑非常繁琐。
void Test1()
{char* str = NULL;int len = 0;// 初始分配一些内存str = (char*)malloc(10 * sizeof(char));if (str == NULL) {perror("malloc fail");return 1;}strcpy(str, "Hello");len = strlen(str);// 根据需要扩展字符串str = (char*)realloc(str, (len + 6) * sizeof(char));if (str == NULL) {perror("realloc fail");return 1;}strcat(str, " World");printf("%s\n", str);//最后释放内存free(str);
}
1.2. C++中的字符串
然C++兼容C语言，在C++中仍然可以使用C语言的字符串，但是C++自己实现了一个关于处理字符串的类–string,它提供了许多方便的操作和功能，使得字符串的处理更加安全和高效。下面是一个简单的string的使用:
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
void Test2()
{string str = "hello world!";cout << str << endl;//改变第一个字符str[0]++;cout << str << endl;//在末尾添加一个字符str += 'e';cout << str << endl;//在末尾添加一个字符串str += " hello";cout << str << endl;
}
int main()
{Test2();return 0;
}
2. string的接口
C++为我们提供了丰富的string接口，我们可以通过对象来调用 我们可以通过查询相关文档学习
c++Reference
2.1. string的迭代器
迭代器（Iterator）是一种用于遍历容器中元素的工具。它提供了一种统一的方式来访问容器中的元素，而无需关心容器的具体实现细节。对于string迭代器，我们在使用时将其当做指针使用即可。
在string类中，我们就可以通过迭代器来访问其具体元素，并且也为我们提供了相应的调用函数。
2.1.1begin()与end()函数
begin()与end()函数的使用方法具体如下：
begin():
作用：返回指向字符串第一个字符的迭代器。
返回值：普通对象返回
iterator迭代器，const 对象返回const_iterator迭代器。
end():
- 作用：返回指向字符串最后一个字符下一个位置的迭代器。
- 返回值：普通对象返回
iterator迭代器，const 对象返回const_iterator迭代器。
2.2.2 rbegin()与rend()函数
作用：返回指向字符串最后一个字符位置（即其反向开头）的反向迭代器。
返回值：普通对象返回
iterator迭代器，const 对象返回const_iterator迭代器。
- 作用：返回指向字符串第一个字符前面一个位置的反向迭代器。
- 返回值：普通对象返回
iterator迭代器，const 对象返回const_iterator迭代器。
#include <iostream>
#include <string> using namespace std;void Test3()
{string s1 = "hello world!";// 普通迭代器 string::iterator it = s1.begin(); // 指向第一个字符 while (it != s1.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;const string s2 = "hello wrold!"; // const 对象 // 使用 const_iterator 遍历 const 字符串 string::const_iterator itt = s2.begin(); // 指向第一个字符 while (itt != s2.end()){cout << *itt << " ";++itt;}cout << endl;// 使用反向迭代器遍历 const 字符串 string::const_reverse_iterator rit = s2.rbegin(); // 指向最后一个字符 while (rit != s2.rend()){cout << *rit << " ";++rit;}cout << endl;
}int main() {Test3();return 0;
}
2.2. string的初始化与销毁
因为string是一个类，所以我们在初始化时肯定调用其构造函数初始化。以下就是我们常见初始化的接口：
第一个使我们的默认构造函数，不需要传参。
第二个使用的是拷贝构造来初始化。
第三个是使用一个string的某段区间初始化，其中pos是字符串下标，npos是指无符号整数的最大值。
第四个使用的是某个字符数组初始化。
第五个使用的是某个字符数组前n个字符来初始化
第六个使用的是n个c字符初始化。
第七个使用的是某段迭代器区间初始化。
最后也能通过赋值运算符重载初始化。
void Test5()
{//1. 使用我们的默认构造函数，不需要传参。string s1;s1 = "hello world!";//2. 使用的是拷贝构造来初始化。string s2(s1);//3. 使用一个string的某段区间初始化，其中pos是字符串下标，npos是指无符号整数的最大值。string s3(s2, 1, 7);//4. 使用的是某个字符数组初始化。string s4("hello world!");//5. 使用的是某个字符数组前n个字符来初始化string s5("hello world!", 5);//6. 使用的是n个c字符初始化。string s6(7, 'a');//7. 使用的是某段迭代器区间初始化。string s7(s1.begin(), s1.end());//赋值运算符重载初始化string s8 = "hello world!";cout <<"s1:" << s1 << endl;cout << "s2:" << s2 << endl;cout << "s3:" << s3 << endl;cout << "s4:" << s4 << endl;cout << "s5:" << s5 << endl;cout << "s6:" << s6 << endl;cout << "s7:" << s7 << endl;cout << "s8:" << s8 << endl;}int main()
{//Test2();Test5();return 0;
}
2.3. string的容量操作
string类常见的容量操作：
函数名称 功能
size 返回字符串的有效长度
length 返回字符串的有效长度
capacity 返回字符串的容量大小
max_size 返回字符串的最大长度
clear 清空字符串
empty 检查是否为空串，是则返回ture，否则返回false
reserve 请求改变字符串的容量
resize 重新设置有效字符的数量，超过原来有效长度则用c字符填充
shrink_to_fit 收缩资字符串容量
2.3.1 size()，length()，capacity()
在string类中，可以通过size()，length()返回字符串的有效长度；capacity()返回字符串的容量，其具体效果如下图
#include <iostream>
#include <string> using namespace std;
void Test6()
{string s("hello world!");cout << s.size() << endl;//有效长度cout << s.length() << endl;//有效长度cout << s.capacity() << endl;//容量大小cout << s.max_size() << endl;//最大大小
}int main() {Test6();return 0;
}
其中有效长度size以及容量大小capacity不包括\0。而max_size返回字符串最大容量，不同平台下大小可能不一样。
探究一下string的扩容机制
//探究一下string的扩容机制
void TestCapacity()
{string s;size_t sz = s.capacity();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';}}
}int main() {//Test6();TestCapacity();return 0;
}
在VS2022编译器中，string大概是以1.5倍扩容，但是在g++编译器中却是2倍扩容。
2.3.2 empty()函数
用来判断字符串是否为空：
void TestEmpty()
{string s1("");//空串string s2("hello ");if (s1.empty()){cout << "s1为空串" << endl;}else{cout << "s1不为空串" << endl;}if (s2.empty()){cout << "s2为空串" << endl;}else{cout << "s2不为空串" << endl;}
}
2.3.3. clear()函数
void TestClear()
{string s1("hello world!");cout <<"s1的有效长度为："<< s1.size() << endl;cout <<"s1的容量大小为："<< s1.capacity() << endl;s1.clear();cout << "s1的有效长度为：" << s1.size() << endl;cout << "s1的容量大小为：" << s1.capacity() << endl;if (s1.empty()){cout << "s1是空串" << endl;}
}
总结：lear()函数 改变有效长度size，但不会改变容量capacity。
2.3.4 resize（）
int main() {//Test6();//TestCapacity();string s("hello world!");cout << s << endl;cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;s.resize(5);cout << s << endl;cout << s.size() << endl;cout << s.capacity() << endl;return 0;
}
int main() {//Test6();//TestCapacity();string s1("hello world!");cout << s1 << endl;cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;s1.resize(100);cout << s1 << endl;cout << s1.size() << endl;cout << s1.capacity() << endl;string s2("hello world!");cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl;s2.resize(100,'x');cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;cout << s2.capacity() << endl;return 0;
}
总结：会去改变size，减少的话就是变少（不会改变容量），如果增多的话就可能会扩容顺便帮助我们初始化，第一个版本的话初始化补\0，第二个版本的话就是补自己想要初始化的内容
2.3.5 reverse（）
void Test8()
{string s1("hello world!");cout << "reserve测试：" << endl;cout << s1 << endl;cout << "s1的有效长度为：" << s1.size() << endl;cout << "s1的容量大小为：" << s1.capacity() << endl;s1.reserve(5);cout << s1 << endl;cout << "s1的有效长度为：" << s1.size() << endl;cout << "s1的容量大小为：" << s1.capacity() << endl;s1.reserve(13);cout << s1 << endl;cout << "s1的有效长度为：" << s1.size() << endl;cout << "s1的容量大小为：" << s1.capacity() << endl;s1.reserve(25);cout << s1 << endl;cout << "s1的有效长度为：" << s1.size() << endl;cout << "s1的容量大小为：" << s1.capacity() << endl;cout << endl;}
通过上述实验，我们可以总结出以下规律：
当n<sz时，reserve并不会发生任何改变，resize会删除有效字符到指定大小。
当sz<n<capcity时，reserve并不会发生任何改变，resize会补充有效字符(默认为’\0)到指定大小。
当n>capacity时，reserve会发生扩容，resize会补充有效字符(默认为’\0)到指定大小。
2.4. string的访问操作
string常见的访问函数：
2.4.1 operator[]与at
首先是operator[]这个运算符重载与at函数，它们的功能类似都是返回指定下标字符，并且char*类型返回char*类型，const char*类型返回const char*类型。
void test1()
{string s1("hello GGbond");cout << s1 << endl;s1[0] = 'x';cout << s1 << endl;for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1.at(i);}}int main()
{test1();
}
C++11引入的front与back函数:
2.4.2 back()
void test1()
{string s1("hello GGbond");//string s2("");cout << s1 << endl;s1.back()='2';//s2.back() = '2';cout << s1.back()<< endl;for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1.at(i)<<' ';}cout << endl;}int main()
{test1();
}
不能在空字符串中使用
2.4.3 front ()
void test2()
{string s1("hello GGbond");//string s2("");cout << s1 << endl;s1.front() = '2';//s2.front() = '2';cout << s1.front() << endl;for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1.at(i) << ' ';}cout << endl;}int main()
{test2();
}
front()同样不能在空字符串中使用
2.5. string的修改操作
函数名称 功能
push_back 在字符串后追加字符
operator+= 在字符串后追加字符或字符串
append 在字符串后追加字符串
insert 在指定位置追加字符或者字符串
assign 使用指定字符串替换原字符串
replace 用新字符串替换原字符串指定区间
pop_back 删除字符串最后一个字符
erase 删除字符串指定部分
swap 交换两个字符串
string关于修改的函数的接口都比较多，一一列举比较麻烦，这里我们只重点介绍常用的接口，剩下的大家具体使用时查官方文档即可。下面是常见的关于string修改的函数接口：
2.5.1. 字符串的增加
首先我们来介绍字符串的增加操作，在末尾添加字符我们可以使用push_back，在末尾添加字符串我们可以使用append，而operator+=既可以在末尾添加字符，也可以添加字符串，insert可以在任意位置追加字符或者字符串。
2.5.1.1 push_back(),operator+=,insert(),append()
void test2()
{string s1("hello GGbond");cout << "push_pack测试：" << endl;s1.push_back('!');//s1.push_back("字符串");errorcout << s1 << endl;cout << "+=测试：" << endl;s1 += '!';cout << s1 << endl;s1 += "??????";cout << s1 << endl;cout << "append测试：" << endl;s1.append("append字符串");cout << s1 << endl;//s1.append('字');errorcout << "insert测试：" << endl;s1.insert(0,5, '1');cout << s1 << endl;s1.insert(2, "字符串");cout << s1 << endl;}int main()
{test2();
}
append与insert的接口不止这些，下面是具体的的接口，需要时直接插文档即可
2.5.2. 字符串的替换
介绍两个字符串替换的函数assign以及replace，其中assign是直接替换掉原字符串，而replace是替换原字符串的某段区间。
2.5.2.1 assign（）
string::assign 赋值（用法与append几乎一样 但赋值前 原字符串会被clear()）
string& assign ( const string& str );
string& assign ( const string& str, size_t pos, size_t n );
string& assign ( const char* s, size_t n );
string& assign ( const char* s );
string& assign ( size_t n, char c );
template <class InputIterator>string& assign ( InputIterator first, InputIterator last );/*** created by Liu Xianmeng on 2022/12/5*/
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
int main(){string str;string base="The quick brown fox jumps over a lazy dog.";str.assign(base);cout << str << endl;str.assign(base,10,9);cout << str << endl; // "brown fox"str.assign("pangrams are cool",7);cout << str << endl; // "pangram"str.assign("c-string");cout << str << endl; // "c-string"str.assign(10,'*');cout << str << endl; // "**********"str.assign(10,0x2D);cout << str << endl; // "----------"str.assign(base.begin()+16,base.end()-12);cout << str << endl; // "fox jumps over"/* 【打印结果】The quick brown fox jumps over a lazy dog.brown foxpangramc-string**********----------fox jumps over*/return 0;
}void Test13()
{string s1("hello world!");string s2;//直接用s1替换s2s2.assign(s1);cout << s2 << endl;//用s1的某个位置开始替换几个字符s2.assign(s1,4 ,6);cout << s2 << endl;//用常量字符串替换string s3;s3.assign("wwwwwwwwwwwwwww");cout << s3 << endl;//用常量字符串前n个字符string s4;s4.assign("wwwwwwwwwwwwwww", 5);cout << s4 << endl;//用n个字符cs2.assign(5, '6');cout << s2 << endl;//用迭代器区间s2.assign(s1.begin() + 1, s1.end() - 1);cout << s2 << endl;
}int main()
{//test2();Test13();}
2.5.2.2 replace （）
void Test13()
{string s1("hello world!");string s3("i am GGbond!");//用s1替换掉2下标长度为2的区间s3.replace(2, 2, s1);cout << s3 << endl;//用字符数组前n个字符替换原字符下标为pos开始的len个zifs3.replace(0, 2, "hhhh", 2);//string& replace (size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n);cout << s3 << endl;
}
assign是直接替换掉原字符串原字符串会被clear()，而replace是替换原字符串的某段区间。
2.5.3. 字符串的删除
2.5.3.1 pop_back()
pop_back 支持删除最后一个字符
void test3()
{string s1("hello world!");cout << s1 << endl;s1.pop_back();cout << s1 << endl;
}int main()
{test3();
}
2.5.3.2 erase ()
void Test1()
{string s("hello world!");cout << s << endl;//删除迭代器所指字符s.erase(s.begin());cout << s << endl;//删除0下标长度为3的一段区间s.erase(0, 3);cout << s << endl;//删除一段迭代器区间s.erase(s.begin(), s.end() - 2);cout << s << endl;//用默认值删除完s.erase();cout << s << endl;}int main()
{Test1();
}
2.5.4. 字符串的交换
swap()
交换两个字符串
void Test2()
{//使用成员函数swapstring s1("hello world!");string s2("1111111111");s1.swap(s2);cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;//使用全局std的swap函数swap(s1, s2);cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;
}
int main()
{Test2();
}
明明全局swap也可以达到交换的效果，那string里面也实现一个swap的成员函数有必要吗？？
成员swap：
综上，要尽量使用成员函数的swap
2.6 string类对象的操作（operations）
2.6.1、c_str（重点）
返回一个指向C类型的字符串指针,下面介绍他的用处：
void Test3()
{string s1("hello world!");cout << s1 << endl;cout << s1.c_str() << endl;cout << (int*)s1.c_str() << endl;cout << (void*)s1.c_str() << endl;
}int main()
{Test3();
}
我们可以观察到，s1.c_str()返回的其实是一个char*指针，但是为什么打印出来的不是地址呢？？因为cout可以自动识别类型，对于char*类型的指针他会把它当成是字符串去处理，只要指针不是char*类型的，都会当成打印地址。
void Test3()
{string s1("hello world!");cout << s1 << endl;cout << s1.c_str() << endl;cout << (int*)s1.c_str() << endl;cout << (void*)s1.c_str() << endl;s1 += '\0';s1 += "111111111";cout << s1 << endl;cout << s1.c_str() << endl;}int main()
{Test3();
}
我们会发现，当我们尾插‘\0’后再插入一些字符，打印出来的结果就不一样了，因为对于c语言来说，字符串默认是读取到\0停止，但是对于string来说，读取多少是取决于他的成员变size！！
2.6.2 find()
找一个字符里的子串是否存在，如果存在，返回对应的第一个字符的下标，如果不存在，就会返回string：：npos。
1）（2）（4）版本差不多，区别是一个是找string类，一个是找常量字符串，一个是找字符。pos的缺省值0，不传的话就是从头开始遍历往后找，我们也可以通过pos来缩小查找的范围。
void Test3()
{string s1("hello world!");cout << s1 << endl;cout << s1.find("ell") << endl;cout << s1.find("abc") << endl;cout << s1.find("w") << endl;}int main()
{Test3();
} 
（3）版本就是 找常量字符串从pos位置开始的n个字符
2.6.3 refind()
和find的区别就是默认是pos开始从后往前找
void Test4()
{string s1("a.b.c.d.e");cout << s1 << endl;cout << s1.rfind(".") << endl;cout << s1.rfind("d") << endl;cout << s1.rfind(".",5) << endl;}int main()
{Test4();
}
2.6.4 substr（）
void Test5()
{string s1("hello.com");size_t pos = s1.find('.');cout << s1.substr(pos, 4) << endl;cout << s1.substr(pos) << endl;cout << s1.substr(pos,s1.size()-pos )<< endl;
}int main()
{Test5();
}
从pos位置开始截取len个字符返回，不传len就是默认全部返回（经常和find以及rfind配合使用）
如果我们不知道几个字符，s1.size（）-pos刚好是剩下所有的字符，或者就干脆不传，这时候相当于就是把后面的全部打印完
2.6.5 fid_first_of
找到第一个匹配的子串中任何一个字符的下标
当指定pos时，搜索只包括位置pos处或之后的字符，忽略pos之前可能出现的任何字符。
void Test6()
{string s1("hello wrrld");cout<<s1.find_first_of("abcde")<<endl;cout << s1.find_first_of("abcd") << endl;
}int main()
{Test6();
}
2.6.6 find_last_of ()
找到最后一个与子字符串任意一个字符匹配的下标。其实可以理解从后往前找第一个
当指定pos时，搜索仅包括位置pos处或之前的字符，忽略pos之后可能出现的任何字符。
void Test6()
{string s1("hello world");cout << s1.find_last_of("o") << endl;//不是4是7}int main()
{Test6();
}
2.6.7 find_last_not_of
跟前两个类似，区别就是找第一个不匹配的和找最后一个不匹配的
2.7string类对象的非成员函数
2.7.1 非成员 swap
为了减少拷贝构造防止调用std标准模板库中swap，使用全局swap，底层实际调用成员函数swap函数
2.7.2 operator<< operator>>
从c的字符串数组到c++的string类，原先打印读取字符串是默认读取到\0,但是封装乘string类后他有了自己的size，所以会根据size去打印，因此是可以打印出\0的，但是>>还是跟之前的scanf一样，默认以换行或者是空格作为标识，如果我们想打印出有空格的字符串，是行不通的！！
因此我们想要流插入有空格的字符串，就得用getline
2.7.3 getline
