C++string類

一、string基本概念

• string 類是模板類：

  typedef basic_string<char> string;
  

• 字串類模板 （basic string）
  標準庫字串功能的基礎是 basic string，該類模板提供了許多成員和函式， 與標準容器 類似，該類模板的宣告如下：

  template <class Ch, class Tr = char_traits<Ch>, class A = allocator<Ch>>
  class std::basic_string
  {
  public:
      …
  }
  

  在上述模板宣告中，第一個引數(class Ch)是說明單個字符(Ch)所屬型別(class)；第二個引數 (class Tr ＝ char　traits ＜ Ch ＞ ) 是特性類別， 用以提供字串類別中的所有字符 核心操作， 該特性類別規定了 “復制字符” 或 “比較字符” 的做法； 如果不指定該特性類別，系統會根據現有的字符型別采用默認的特性類別， 第三個引數帶有默認值(class A ＝ allocator ＜ Ch ＞ )， 用以定義字串類別所采用的記憶體模式， 通常設定為 “默認記憶體模型 al- locator”， 該模板及其相關功能都定義在名稱空間 std 中， 由頭檔案 ＜ string ＞ 給出，

• string 類的所有成員函式

二、string初始化

(1)建構式

• 生成字串 str 的復制品

  • 函式說明

    string s(str) //str是string型別量
    

  • 函式示例

    string str="hello world";
    string s(str);
    cout<<s;
    

    輸出：
    hello world

• 將字串 str 中始于 stridx 的部分作為建構式的初值

  • 函式說明

    string s(str, stridx) // str是string型別量，stridx是起始位置下標
    

  • 函式示例

    string str="hello world";
    string s(str, 6);
    cout<<s;
    

    輸出：
    world

• 將字串 str 中始于 strbegin、長度為 strlen 的部分作為字串初值

  • 函式說明

    string s(str, strbegin, strlen) //str是字串，strbegin是起始位置下標，strlen是字串長度
    

  • 函式示例

    char *str = "hello world";
    string s(str, 2, 3);
    cout << s;
    

    輸出：
    llo

• 以 C_string 型別 cstr 作為字串 s 的初值

  • 函式說明

    string s(cstr) //cstr是字符陣列或字串常量
    

  • 函式示例

    char *str = "hello world";
    string s(str);
    cout << s;
    

    輸出：
    hello world

• 以 C_string 型別 cstr 的前 char_len 個字串作為字串 s 的初值

  • 函式說明

    string s (cstr, char_len) //cstr是字符陣列或字串常量，char_len是長度
    

  • 函式示例

    char str[] = "hello world";
    string s(str, 6);
    cout << s;
    

    輸出
    hello

• 生成一個字串， 包含 num 個 c 字符

  • 函式說明

    string s (num, c) //num是int型變數，c是字符
    

  • 函式示例

    string s(3, '6');
    cout << s
    

    輸出：
    666

• 以區間 ［beg, end］ 內的字符作為字串 s 的初值

  • 函式說明

    string s ( beg, end) //beg,end均為迭代器
    

  • 函式示例

    string str = "hello world";
    string::iterator i=str.begin();
    string s(i,i+3);
    cout << s;
    

    輸出：
    hel

(2)默認建構式

• 生成空字串

  string s;
  

  若不提供分配器，則從默認構造的實體獲得分配器，

(3)復制建構式

當構造的string太長而無法表達時會拋出length_error例外

string s2 = "hello";

三、string的輸入輸出

(1)輸入

• string 支持流讀取運算子

  string類多載運算子operator>>用于輸入;
  cin>>s; 讀入s，遇到空格或回車停止，無論原先s是什么內容都會被新讀入的資料替代

  string s;
  getline(cin ,s);
  

• string 支持getline函式

  函式getline(istream &in,string &s);用于從輸入流in中讀取字串到s中，以換行符’\n’分開，

  string stringObject;
  cin >> stringObject;
  

(2)輸出

多載運算子operator<<用于輸出操作，

cout << s;

四、string的賦值

(1)用 = 賦值

string &operator=(const string &s);把字串s賦給當前字串

string s = "hello"
string s1;
s1 = s;

(2)用 assign 成員函式復制

• 函式示例

  • 用 assign 成員函式復制

    string s1("cat"), s3;
    s3.assign(s1);
    

  • 用 assign 成員函式部分復制

    string s1("catpig"), s3;
    s3.assign(s1, 1, 3);
    

    從s1 中下標為1的字符開始復制3個字符給s3

• 函式說明

  • 用c型別字串s賦值

    string &assign(const char *s);
    

  • 用c字串s開始的n個字符賦值

    string &assign(const char *s,int n);
    

  • 把字串s賦給當前字串

    string &assign(const string &s);
    

  • 用n個字符c賦值給當前字串

    string &assign(int n,char c);
    

  • 把字串s中從start開始的n個字符賦給當前字串

    string &assign(const string &s,int start,int n);
    

  • 把first和last迭代器之間的部分賦給字串

    string &assign(const_iterator first,const_itertor last);
    

五、string的連接

(1)用 + 、+=運算子連接字串

• 多載說明

  string &operator+=(const string &s);
  

  把字串s連接到當前字串的結尾

• 運用舉例：

  string s1("good "), s2("morning! ");
  s1 += s2;
  cout << s1;
  

  輸出：
  good morning!

(2)用成員函式 append 連接字串

• 函式示例

  string s1("good "), s2("morning! ");
  s1.append(s2);
  cout << s1;
  s2.append(s1, 3, s1.size()); //s1.size()，s1字符數
  cout << s2;
  

  下標為3開始，s1.size()個字符，如果字串內沒有足夠字符，則復制到字串最后一個字符

• 函式說明

  • 把c型別字串s連接到當前字串結尾

    string &append(const char *s);
    

  • 把c型別字串s的前n個字符連接到當前字串結尾

    string &append(const char *s,int n);
    

  • 同operator+=()

    string &append(const string &s);   
    

  • 把字串s中從pos開始的n個字符連接到當前字串的結尾

    string &append(const string &s,int pos,int n);
    

  • 在當前字串結尾添加n個字符c

    string &append(int n,char c);
    

  • 把迭代器first和last之間的部分連接到當前字串的結尾

    string &append(const_iterator first,const_iterator last);
    

六、string元素存取 (訪問)

(1)下標運算子 [ ]

• 運算子說明

  下標運算子 []在使用時不檢查索引的有效性，如果下標超出字符的長度范圍，會導致未定義行為；對于常量字串，使用下標運算子時，字串的最后字符 （即 '\0'） 是有效的， 對應 string 型別物件 （常量型） 最后一個字符的下標是有效的，呼叫回傳字符 '\0'，

• 運算子示例

  string s1("Hello");
  s1[3] = 'a';
  

(2)成員函式at()

• 函式說明

  函式 at() 在使用時會檢查下標是否有效， 如果給定的下標超出字符的長度范圍， 系統 會拋出 out of range 例外，

• 函式示例

  string s1("Hello");
  for(int i=0;i<s1.length();i++)
  	cout << s1.at(i) << endl;
  

  逐個訪問string物件中的字符

七、string大小和容量

• size()和 length()

  int size()const; 
  

  int length()const;
  

  size()和 length()， 這兩個函式會回傳 string 型別物件中的字符個數，且它們的執行效果相同，

• max_size()

  int max_size()const; 
  

  max_size()函式回傳 string 型別物件最多包含的字符數， 一旦程式使用長度超過 max_size()的 string 操作， 編譯器會拋出 length_error 例外，

• capacity()

  int capacity()const;
  

  該函式回傳在重新分配記憶體之前， string 型別物件所能包含的最大字符數，

• reserve()

  呼叫該函式可以為 string 型別物件重新分配 記憶體， 重新分配的大小由其引數決定， reserve() 的默認引數為 0，

• empty()

  bool empty()const;
  

  當前字串是否為空

• resize

  void resize(int len,char c);
  

  把字串當前大小置為len，并用字符c填充不足的部分

八、string的比較

(1)＞ 、 ＜ 、 ＝＝ 、 ＞＝ 、＜＝、 ！= 等比較運算子

• 比較兩個字串是否相等

  bool operator==(const string &s1,const string &s2)const;
  

  運算子">","<",">=","<=","!="均被多載用于字串的比較；

(2)compare()函式

compare函式在>時回傳1，<時回傳-1，==時回傳0

• 比較當前字串和s的大小

  int compare(const string &s) const;
  

• 比較當前字串從pos開始的n個字符組成的字串與s的大小

  int compare(int pos, int n,const string &s)const;
  

• 比較當前字串從pos開始的n個字符組成的字串與s中pos2開始的n2個字符組成的字串的大小

  int compare(int pos, int n,const string &s,int pos2,int n2)const;
  

• 與字符陣列的比較

  int compare(const char *s) const;
  int compare(int pos, int n,const char *s) const;
  int compare(int pos, int n,const char *s, int pos2) const;
  

九、string的查找

(1)find ()函式和 rfind()函式

• find()

  • 從pos開始查找字符c在當前字串的位置

    int find(char c, int pos = 0) const;
    

  • 從pos開始查找字串s在當前串中的位置

    int find(const char *s, int pos = 0) const;
    

  • 從pos開始查找字串s中前n個字符在當前串中的位置

    int find(const char *s, int pos, int n) const;
    

  • 從pos開始查找字串s在當前串中的位置

    int find(const string &s, int pos = 0) const;
    

• rfind()

  • 回傳最后一個與str中的某個字符匹配的字符，從index開始查找，如果沒找到就回傳string::npos

    size_type rfind( const basic_string &str, size_type index );
    

    size_type rfind( const char *str, size_type index );
    

  • 回傳最后一個與str中的某個字符匹配的字符，從index開始查找,最多查找num個字符，如果沒找到就回傳string::npos

    size_type rfind( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 回傳最后一個與ch匹配的字符，從index開始查找，如果沒找到就回傳string::npos

    size_type rfind( char ch, size_type index );
    

(2)find_first_of ()函式和 find_last_of ()函式

• find_first_of ()

  • 查找在字串中第一個與str中的某個字符匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::npos

    size_type find_first_of( const basic_string &str, size_type index = 0 );
    

    size_type find_first_of( const char *str, size_type index = 0 );
    

  • 查找在字串中第一個與str中的某個字符匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，最多搜索num個字符，如果沒找到就回傳string::npos

    size_type find_first_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 查找在字串中第一個與ch匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始

    size_type find_first_of( char ch, size_type index = 0 );
    

• find_last_of ()

  • 在字串中查找最后一個與str中的某個字符匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_last_of( const basic_string &str, size_type index = npos );
    

    size_type find_last_of( const char *str, size_type index = npos );
    

  • 在字串中查找最后一個與str中的某個字符匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，最多搜索num個字符，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_last_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 在字串中查找最后一個與ch匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_last_of( char ch, size_type index = npos );
    

(3)find_first_not_of ()函式和find_last_not_of ()

• find_first_not_of ()

  • 在字串中查找第一個與str中的字符都不匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_first_not_of( const basic_string &str, size_type index = 0 );
    

    size_type find_first_not_of( const char *str, size_type index = 0 );
    

  • 在字串中查找第一個與str中的字符都不匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，最多查找num個字符，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_first_not_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 在字串中查找第一個與ch不匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_first_not_of( char ch, size_type index = 0 );
    

• find_last_not_of ()

  • 在字串中查找最后一個與str中的字符都不匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_last_not_of( const basic_string &str, size_type index = npos );
    

    size_type find_last_not_of( const char *str, size_type index = npos);
    

  • 在字串中查找最后一個與str中的字符都不匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，最多查找num個字符如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_last_not_of( const char *str, size_type index, size_type num );
    

  • 在字串中查找最后一個與ch不匹配的字符，回傳它的位置，搜索從index開始，如果沒找到就回傳string::nops

    size_type find_last_not_of( char ch, size_type index = npos );
    

(4)查找代碼示例

string s1("hello worlld");
cout << s1.find("ll") << endl;
cout << s1.find("abc") << endl;
cout << s1.rfind("ll") << endl;
cout << s1.rfind("abc") << endl;
cout << s1.find_first_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_first_of("abc") << endl;
cout << s1.find_last_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_last_of("abc") << endl;
cout << s1.find_first_not_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_first_not_of("hello world") << endl;
cout << s1.find_last_not_of("abcde") << endl;
cout << s1.find_last_not_of("hello world") << endl;

輸出：
2
4294967295
9
4294967295
1
4294967295
11
4294967295
0
4294967295
10
4294967295

十、string內容的修改和替換

(1)string類的替換函式

• replace()函式說明

  • 用str中的num個字符替換本字串中的字符,從index開始

    basic_string &replace( size_type index, size_type num, const basic_string &str );
    

  • 用str中的num2個字符（從index2開始）替換本字串中的字符，從index1開始，最多num1個字符

    basic_string &replace( size_type index1, size_type num1, const basic_string &str, size_type index2,size_type num2 );
    

  • 用str中的num個字符（從index開始）替換本字串中的字符

    basic_string &replace( size_type index, size_type num, const char *str );
    

  • 用str中的num2個字符（從index2開始）替換本字串中的字符，從index1開始，num1個字符

    basic_string &replace( size_type index, size_type num1, const char *str, size_type num2 );
    

  • 用num2個ch字符替換本字串中的字符，從index開始

    basic_string &replace( size_type index, size_type num1, size_type num2, char ch );
    

  • 用str中的字符替換本字串中的字符,迭代器start和end指示范圍

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, const basic_string &str );
    

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, const char *str );
    

  • 用str中的num個字符替換本字串中的內容,迭代器start和end指示范圍

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, const char *str, size_type num );
    

  • 用num個ch字符替換本字串中的內容，迭代器start和end指示范圍

    basic_string &replace( iterator start, iterator end, size_type num, char ch );
    

• 函式示例

  string s1("hello world");
  s1.replace(2,3, "haha");
  cout << s1;
  //將s1中下標2 開始的3個字符換成“haha”
  

  輸出：
  hehaha world

(2)string類的插入函式

• insert()函式說明

  • 在迭代器i表示的位置前面插入一個字符ch

    iterator insert( iterator i, const char &ch );
    

  • 在字串的位置index插入字串str

    basic_string &insert( size_type index, const basic_string &str );
    

    basic_string &insert( size_type index, const char *str );
    

  • 在字串的位置index插入字串str的子串(從index2開始，長num個字符)

    basic_string &insert( size_type index1, const basic_string &str, size_type index2, size_type num );
    

  • 在字串的位置index插入字串str的num個字符

    basic_string &insert( size_type index, const char *str, size_type num );
    

  • 在字串的位置index插入num個字符ch的拷貝

    basic_string &insert( size_type index, size_type num, char ch );
    

  • 在迭代器i表示的位置前面插入num個字符ch的拷貝

    void insert( iterator i, size_type num, const char &ch );
    

  • 在迭代器i表示的位置前面插入一段字符，從start開始，以end結束

    void insert( iterator i, iterator start, iterator end );
    

• 函式示例

  string s1("hello world");
  string s2("show insert");
  s1.insert(5, s2) // 將s2插入s1下標5的位置
      cout
      << s1 << endl;
  s1.insert(2, s2, 5, 3);
  //將s2中下標5開始的3個字符插入s1下標2的位置
  cout << s1 << endl;
  

  輸出：
  helloshow insert world
  heinslloshow insert world

(3)string類的洗掉函式

• erase()函式說明

  • 洗掉pos指向的字符, 回傳指向下一個字符的迭代器

    iterator erase( iterator pos );
    

  • 洗掉從start到end的所有字符, 回傳一個迭代器,指向被洗掉的最后一個字符的下一個位置

    iterator erase( iterator start, iterator end );
    

  • 洗掉從index索引開始的num個字符, 回傳*this

    basic_string &erase( size_type index = 0, size_type num = npos );
    

• 函式示例

  string s1("hello worlld");
  s1.erase(5);
  cout << s1;
  cout << s1.length();
  cout << s1.size();
  // 去掉下標 5 及之后的字符
  

  輸出：
  hello55

十一、常用操作

string的子串

• substr函式

  string substr(int pos = 0,int n = npos) const;
  

  回傳pos開始的n個字符組成的字串

• 函式示例

  string s1("hello world"), s2;
  s2 = s1.substr(4,5); // 下標4開始5個字符
  cout << s2 << endl;
  

  輸出：
  o wor

string的交換

• swap函式

  void swap(string &s2);
  

  交換當前字串與s2的值

• 函式示例

  string s1("hello world"), s2("really");
  s1.swap(s2); 
  cout << s1 << endl;
  cout << s2 << endl;
  

  輸出：
  really
  hello world

十二、string類的迭代器處理

string類提供了向前和向后遍歷的迭代器iterator，迭代器提供了訪問各個字符的語法，類似于指標操作，迭代器不檢查范圍，
用string::iterator或string::const_iterator宣告迭代器變數，const_iterator不允許改變迭代的內容，

(1)正向迭代

• begin()

  onst_iterator begin()const;
  iterator begin(); //回傳string的起始位置
  

• end()

  const_iterator end()const;
  iterator end(); //回傳string的最后一個字符后面的位置
  

(2)反向迭代

（反向迭代器自增后指向前一個值）

• rbegin()

   const_iterator rbegin()const;
   iterator rbegin();  //回傳string的最后一個字符的位置
  

• rend()

   const_iterator rend()const;
   iterator rend(); //回傳string第一個字符位置的前面
  

十三、字串流處理

除了標準流和檔案流輸入輸出外，還可以從string進行 輸入輸出；
類似 istream和osteram進行標準流輸入輸出，我們用 istringstream 和 ostringstream進行字串上的輸入 輸出，也稱為記憶體輸入輸出，
頭檔案：#include <sstream>

(1)字串流處理 - 字串輸入流 istringstream

string input("Input test 123 4.7 A"); 
istringstream inputString(input); 
string string1, string2; 
int i; 
double d; 
char c; 
inputString >> string1 >> string2 >> i >> d >> c; 
cout << string1 << endl << string2 << endl; 
cout << i << endl << d << endl << c <<endl; 
long L; 
if(inputString >> L) cout << "long\n"; 
else cout << "empty\n"; 

輸出： Input test 123
4.7 A empty

(2)字串流處理 - 字串輸出流 istringstream

ostringstream outputString; 
int a = 10; 
outputString << "This " << a << "ok" << endl; 
cout << outputString.str(); 

輸出：
This 10ok

十四、轉換成C語言式char *字串

(1)成員函式 c_str()

• 函式說明

  const char *c_str();
  

  c_str()函式回傳一個指向正規C字串的指標, 內容與本字串相同.

• 函式示例

  string s1("hello world");
  printf("%s\n", s1.c_str());
  

  輸出：
  hello world

(2)成員函式data()

• 函式說明

  const char *data();
  

  data()函式回傳指向自己的第一個字符的指標.

• 函式示例

  string s1("hello world");
  const char *p1 = s1.data();
  for (int i = 0; i < s1.length(); i++)
      printf("%c", *(p1 + i));
  //s1.data() 回傳一個char * 型別的字串，對s1 的修改可能會使p1出錯
  

  輸出：
  hello world

(3)成員函式copy()

• 函式說明

  size_type copy( char *str, size_type num, size_type index );
  

  copy()函式拷貝自己的num個字符到str中（從索引index開始），回傳值是拷貝的字符數

• 函式示例

  string s1("hello world");
  int len = s1.length();
  char *p2 = new char[len + 1];
  s1.copy(p2, 5, 0);
  p2[5] = 0;
  cout << p2 << endl;
  // s1.copy(p2,5,0) 從s1的下標0的字符開始制作一個最長5個字符長度的字串副本并將其賦值給p2，回傳值表明實際復制字串的長度，
  

  輸出：
  hello

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