C++-STL-组件(一)-容器01：string【深浅拷贝、模拟实现、写时拷贝】

古城微笑少年丶 2023-09-28 10:47 11阅读 0赞

为什么学习 string 类呢？

C语言中是没有字符串类型的，字符串是以 ‘\\0’ 结尾的一些字符的集合（即字符数组），为了操作方便，C 标准库 <string.h> 中提供了一些 str 系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合面向对象 OOP 的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。

C++ STL string 是对字符串进行管理的类。实际上就是一个管理字符数组的顺序表。

在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用 string 类，很少有人去使用 C 语言库中的字符串操作函数。

## 一、STL - string 的介绍 ##

字符串是表示字符序列的对象

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。

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)。

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(关于更多的模板信息请参考 basic\_string)。

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。

总结：

*  string 是表示字符串的字符串类
 *  该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作 string 的常规操作。
 *  string 在底层实际是 basic\_string 模板类的别名
    
        typedef basic_string<char> string;
 *  不能操作多字节或者变长字符的序列。

## 一、string容器 ##

### 1、string容器基本概念 ###

C风格字符串(以空字符结尾的字符数组)太过复杂难于掌握，不适合大程序的开发，所以C++标准库定义了一种string类，定义在头文件。

String和c风格字符串对比：

*  Char*是一个指针，String是一个类  
    `string`封装了`char*`，管理这个字符串，是一个char*型的容器。
 *  String封装了很多实用的成员方法：
    
     *  查找：find；
     *  拷贝：copy；
     *  删除：delete ；
     *  替换：replace；
     *  插入：insert；
 *  不用考虑内存释放和越界  
    `string`管理`char*`所分配的内存。每一次string的复制，取值都由string类负责维护，不用担心复制越界和取值越界等。

### 2、string容器常用操作 ###

#### 2.1 string 构造函数 ####

string();//创建一个空的字符串 例如: string str;      
    string(const string& str);//使用一个string对象初始化另一个string对象
    string(const char* s);//使用字符串s初始化
    string(int n, char c);//使用n个字符c初始化

#### 2.2 string基本赋值操作 ####

string& operator=(const char* s);//char*类型字符串 赋值给当前的字符串
    string& operator=(const string &s);//把字符串s赋给当前的字符串
    string& operator=(char c);//字符赋值给当前的字符串
    string& assign(const char *s);//把字符串s赋给当前的字符串
    string& assign(const char *s, int n);//把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串
    string& assign(const string &s);//把字符串s赋给当前字符串
    string& assign(int n, char c);//用n个字符c赋给当前字符串
    string& assign(const string &s, int start, int n);//将s从start开始n个字符赋值给字符串

#### 2.3 string存取字符操作 ####

char& operator[](int n);//通过[]方式取字符
    char& at(int n);//通过at方法获取字符

#### 2.4 string拼接操作 ####

string& operator+=(const string& str);//重载+=操作符
    string& operator+=(const char* str);//重载+=操作符
    string& operator+=(const char c);//重载+=操作符
    string& append(const char *s);//把字符串s连接到当前字符串结尾
    string& append(const char *s, int n);//把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾
    string& append(const string &s);//同operator+=()
    string& append(const string &s, int pos, int n);//把字符串s中从pos开始的n个字符连接到当前字符串结尾
    string& append(int n, char c);//在当前字符串结尾添加n个字符c

#### 2.5 string查找和替换 ####

int find(const string& str, int pos = 0) const; //查找str第一次出现位置,从pos开始查找
    int find(const char* s, int pos = 0) const;  //查找s第一次出现位置,从pos开始查找
    int find(const char* s, int pos, int n) const;  //从pos位置查找s的前n个字符第一次位置
    int find(const char c, int pos = 0) const;  //查找字符c第一次出现位置
    int rfind(const string& str, int pos = npos) const;//查找str最后一次位置,从pos开始查找
    int rfind(const char* s, int pos = npos) const;//查找s最后一次出现位置,从pos开始查找
    int rfind(const char* s, int pos, int n) const;//从pos查找s的前n个字符最后一次位置
    int rfind(const char c, int pos = 0) const; //查找字符c最后一次出现位置
    string& replace(int pos, int n, const string& str); //替换从pos开始n个字符为字符串str
    string& replace(int pos, int n, const char* s); //替换从pos开始的n个字符为字符串s

#### 2.6 string比较操作 ####

/*
    compare函数在>时返回 1，<时返回 -1，==时返回 0。
    比较区分大小写，比较时参考字典顺序，排越前面的越小。
    大写的A比小写的a小。
    */
    int compare(const string &s) const;//与字符串s比较
    int compare(const char *s) const;//与字符串s比较

#### 2.7 string子串 ####

string substr(int pos = 0, int n = npos) const;//返回由pos开始的n个字符组成的字符串

#### 2.8 string插入和删除操作 ####

string& insert(int pos, const char* s); //插入字符串
    string& insert(int pos, const string& str); //插入字符串
    string& insert(int pos, int n, char c);//在指定位置插入n个字符c
    string& erase(int pos, int n = npos);//删除从Pos开始的n个字符

#### 2.9 string和c-style字符串转换 ####

//string 转 char*
    string str = "itcast";
    const char* cstr = str.c_str();
    //char* 转 string 
    char* s = "itcast";
    string str(s);

#### 2.10 提示 ####

在c++中存在一个从const char\*到string的隐式类型转换，却不存在从一个string对象到C\_string的自动类型转换。对于string类型的字符串，可以通过c\_str()函数返回string对象对应的C\_string.

通常，程序员在整个程序中应坚持使用string类对象，直到必须将内容转化为char\*时才将其转换为C\_string.

为了修改string字符串的内容，下标操作符\[\]和at都会返回字符的引用。但当字符串的内存被重新分配之后，可能发生错误.

string s = "abcdefg";
    char& a = s[2];
    char& b = s[3];
    
    a = '1';
    b = '2';
    
    cout << s << endl;
    cout << (int*)s.c_str() << endl;
    
    s = "pppppppppppppppppppppppp";
    
    //a = '1';
    //b = '2';
    
    cout << s << endl;
    cout << (int*)s.c_str() << endl;

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参考资料：  
[【C++ STL】string 容器（介绍、使用、深浅拷贝、模拟实现、写时拷贝）][C_ STL_string]

[C_ STL_string]: https://blog.csdn.net/weixin_48025315/article/details/124907469