【STL】string的使用

诺诺的包包

发布于 2023-10-15 13:57:01

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发布于 2023-10-15 13:57:01

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放在专栏【C++知识总结】，会持续更新，期待支持🌹

STL简介

STL的诞生

STL为英文Standard Template Library的缩写，译为标准模板库。是C++标准库的重要组成部分。

长久以来，软件届一直希望建立一种可重复运用的东西。所谓的泛型思想以及面向对象最主要的目的就是为了复用性的提升
复用性需要建立在某种标准之上，而数据结构与算法却迟迟未能有一套标准，导致大量程序员被迫从事大量重复的工作
STL的出现实现了在数据结构与算法之间建立一套标准，并降低其耦合度。

STL具有多个版本：HP版本、P.J.版本、RW以及SGI版本，由于SGI版本在命名风格以及编程风格方面可读性更佳，所以后续一些学习都将参考该版本。

STL的组成部分

STL由六大组件构成，分别为：容器、算法、迭代器、仿函数、配接器、空间配置器。彼此之间可以组合套用。

接下来，我们学习的就是关于string相关使用。

string类

string简介

在C语言中，有整形、字符类型、浮点型等，但是=并没有字符串类型。而对于字符串，C语言中通常都是使用字符指针或字符数组来存储。但是字符指针指向的是字符常量，不可被修改，而字符数组又面临数组越界等情况。并且也不符合面向对象的思想。C++针对于此，string诞生。

如果我们仔细观察的话，就会发现，实际上string类是basic_string模板类使用char来实例化出来的一个类。对于basic_string模板类，这里不做过多介绍，有兴趣的可以搜寻相关文档。

string的使用

（不要忘记包含头文件<string>）

构造函数

string的构造函数有很多接口，没必要各个都掌握，否则学习起来会比较繁琐。（这也是C++被吐槽的原因之一，这么多接口，咋可能都记住）。我们只需要掌握其中一些即可，其余的可以翻阅文档。如下：

string提供的构造函数	功能说明
string()	构造空的string类对象，即空字符串
string(const char* str)	用C语言格式的字符串，来构造一个string类对象
string(size_t n,char c)	用n个字符，来构造一个string类对象
string(const string& str)	拷贝构造

具体使用如下：

#include<iostream>
#include<string>//头文件
//using namespace std;//也可以直接展开命名空间，后面就不需要声明string属于std这个域了

int main()
{
	std::string s1;               //空字符串构造
	std::string s2("hello world");//用C格式字符串构造
	std::string s3(10, 'a');      //10个a字符，来构造一个string对象

	std::string s4(s3);           //拷贝构造

	std::cout << "s1: " << s1 << std::endl;
	std::cout << "s2: " << s2 << std::endl;
	std::cout << "s3: " << s3 << std::endl;
	std::cout << "s4: " << s4 << std::endl;

	return 0;
}

运行结果如下：

容量相关

string提供的有关容量的函数	功能说明
size	返回有效字符串的长度
length	与size相同，推荐使用size
capacity	空间总大小
empty	字符串是否为空，空返回true，非空返回false
clear	清空有效字符
reserve	进行扩容，改变的是总空间的大小，直接影响capacity
resize	对有效字符进行扩容，改变的是size的大小，可能会间接影响capacity

size与capacity

我们来看，size为有效字符的长度大小，capacity为总空间大小。两者并不相同。如下图：

clear与empty就不用多说了，这里需要注意的是，clear只是将有效字符的第一个字符设置成\0，不会改变总空间的大小，但是会影响size，因为size计算的是有效字符串的长度，遇到\0结束。

reserve与resize

两者都是扩容，不同的是，reserve是改变总空间的大小，而resize改变的是有效字符的大小。如下：

reserve进行空间扩容时，采用异地扩容。

可能有人也想我这么皮，用reserve缩容，看看会发生啥，如下：reserve不会进行缩容。

resize

resize则是将有效字符扩容成n个，如果不指定c，则默认用0来填充剩余空间，如果扩容后的有效字符超过了总空间的大小，则总空间会自动扩容。

VS与Linux扩容策略对比

如果细心的话，就会发现，我们在VS中进行扩容时，一开始时数据存放在15大小的_buf数组中，后来在扩容超过该数组空间时，才又开辟额外空间。

我们可以写如下代码来进行验证一下：

int main()
{
	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';
		}
	}
}