C++中的字符串内涵.pdf

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C++中的字符串内涵
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速成为做挂达人。
今天回顾C++字符串,练****它里面的一些函数,突然之间发现string类型的字符串不像C中
定义的那样不可以被改变,而好多string类型的函数都是直接改变字符串的,我当时就纳闷
了难道C++中定义的string类型的字符串不是常量吗,可以对便改变的吗,于是就在网上搜
了搜,最后找到如下答案,借鉴一下吧!
C++中string是标准库中一种容器,相当于保存元素类型为char的vector容器(自己理
解),这个类提供了相当丰富的函数来完成对字符串操作,以及与C风格字符串之间转换,
下面是对string一些总结<引用>
一,C语言的字符串
在C语言里,对字符串的处理一项都是一件比较痛苦的事情,因为通常在实现字符串
的操作的时候都会用到最不容易驾驭的类型--指针。
比如下面这个例子:
//example1:
charstr[12]="Hello";
char*p=str;
*p='h';//改变第一个字母
//example2:
char*ptr="Hello";
*ptr='h';//错误
第一个字符串时用数组开辟的,它是可以改变的变量。而第二个字符串则是一个常量,
也就是字面值。ptr只是指向它的指针而已,而不能改变指向的内容。
看两者的汇编即可明了:
charp[]="Hello";
004114B8moveax,dwordptr[string"Hello"(4166FCh)]:.
004114BDmovdwordptr[ebp-10h],eax
004114C0movcx,wordptrds:[416700h]
004114C7movwordptr[ebp-0Ch],cx
char*ptr="Hello";
004114CBmovdwordptr[ebp-1Ch],offsetstring"Hello"(4166FCh)
可见用数组和用指针是完全不相同的。
要想通过指针来改变常量是错误,正确的写法应该是用const指针。
constchar*ptr="Hello";
二,初识string类
正是因为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。注意<>和<cstring>
都是错误的,这两个头文件主要定义C风格字符串操作的一些方法,譬如strlen(),strcpy
()等。第一个是C的头文件格式,而第二个是C++风格的头文件,但是和<>是一
样的,它的目的是为了和C兼容。
看下面例子:
//example3:
stringstr("world");//可以用C风格字符串初始化
stringwords="Hello";
stringgreet=words;
stringjoin=greet+words;//可以像基本类型一样操作
但是如果试图把string类型的对象直接赋给C风格的字符串的话,编译器会报错的。
stringvar="Olympic";
char*ptr=var;//error!
但是实际应用中这个问题也难以避免,很多时候我们还是需要将string类型的转化为
char*来实现自定义的操作,C++标准库也为了和之前用C写的程序兼容,于是可以用string:.
的c_str()函数。
stringvar="Olympic";
char*ptr=();//还不能被编译
但是c_str()为了防止意外地修改string对象,返回的是const指针,所以上面这段代
码是不能被编译的。正确的应该是用const指针。
stringvar="Olympic";
constchar*p=();//Correct!
这个c_str()方法在C++IO流操作上也被广泛应用。
在打开文件时,如果要指定文件名,可以用C风格的字符串。如果用到string类型的字
符串作为文件名时,就必须调用c_str()方法将其转换为一个C风格字符串。
//example4:
stringfilename;//定义文件名称
cin》filename;
(());//要使用C风格字符串
三,深入了解string类
对string有一定了解以后,我们可以来了解C++标准库定义的一系列丰富的字符串操作,
当然都是基于string类型。从某一种程度上来说,string就是一种字符容器。
标准库为string定义了很多方法,包括构造、插入(insert)、替换(assign和replace)、
比较(compare)、查找(find)、删除(erase)、连接(append)以及对子串的操作(substr)。
而每一种操作都有很多种重载。
比如插入,除了包括标准容器的插入方式以外,string类本身还有一些特有的插入方法。
//example5:
//与标准容器相同的插入操作:
(iter,value)//在迭代器iter之前插入value,返回新元素的迭代器:.
(iter,n,value);//在迭代器iter之前插入n个value,返回void
(iter,begin,end);//在迭代器iter之前插入迭代器begin和end标记范围内的
元素,返回void
//string类特有的插入方法:
(pos,n,ch);//在下标为pos的字符之前插入n个字符ch
(pos,str2);//在下标为pos的字符之前插入string类型的对象str2的副本
(pos1,str2,pos2,len);//在下标为pos1的z字符之前插入string类型str2中
从下表为pos2开始的len个字符
(pos,cp);//在下标为pos的字符前插入字符指针cp指向的C风格字符串的
副本
总之string是一种非常灵活的字符串类型,标准库让我们可以忽略内存管理和具体实现
方式,我们只需要关注其接口就好。并且初学者在使用字符串的时候也应尽量使用这种类型,
而不是C风格的字符串。
之所以抛弃char*的字符串而选用C++标准程序库中的string类,是因为他和前者比较
起来,不必担心内存是否足够、字符串长度等等,而且作为一个类出现,他集成的操作函数
足以完成我们大多数情况下(甚至是100%)的需要。我们可以用=进行赋值操作,==进
行比较,+做串联(是不是很简单?)。我们尽可以把它看成是C++的基本数据类型。
好了,进入正题……
首先,为了在我们的程序中使用string类型,:
#include//
++字符串
声明一个字符串变量很简单:
stringStr;
这样我们就声明了一个字符串变量,但既然是一个类,就有构造函数和析构函数。上面
的声明没有传入参数,所以就直接使用了string的默认的构造函数,这个函数所作的就是把
Str初始化为一个空字符串。String类的构造函数和析构函数如下:
a)strings;//生成一个空字符串s:.
b)strings(str)//拷贝构造函数生成str的复制品
c)strings(str,stridx)//将字符串str内"始于位置stridx"的部分当作字符串的初值
d)strings(str,stridx,strlen)//将字符串str内"始于stridx且长度顶多strlen"的部分
作为字符串的初值
e)strings(cstr)//将C字符串作为s的初值
f)strings(chars,chars_len)//将C字符串前chars_len个字符作为字符串s的初值。
g)strings(num,c)//生成一个字符串,包含num个c字符
h)strings(beg,end)//以区间beg;end(不包含end)内的字符作为字符串s的初
值
i)s.~string()//销毁所有字符,释放内存
都很简单,我就不解释了。

这里是C++字符串的重点,我先把各种操作函数罗列出来,不喜欢把所有函数都看完的
人可以在这里找自己喜欢的函数,再到后面看他的详细解释。
a)=,assign()//赋以新值
b)swap()//交换两个字符串的内容
c)+=,append(),push_back()//在尾部添加字符
d)insert()//插入字符
e)erase()//删除字符
f)clear()//删除全部字符
g)replace()//替换字符
h)+//串联字符串
i)==,!=,<,<=,>,>=,compare()//比较字符串:.
j)size(),length()//返回字符数量
k)max_size()//返回字符的可能最大个数
l)empty()//判断字符串是否为空
m)capacity()//返回重新分配之前的字符容量
n)reserve()//保留一定量内存以容纳一定数量的字符
o)[],at()//存取单一字符
p)》,getline()//从stream读取某值
q)《//将谋值写入stream
r)copy()//将某值赋值为一个C_string
s)c_str()//将内容以C_string返回
t)data()//将内容以字符数组形式返回
u)substr()//返回某个子字符串
v)查找函数
w)begin()end()//提供类似STL的迭代器支持
x)rbegin()rend()//逆向迭代器
y)get_allocator()//返回配置器
下面详细介绍:
++字符串和C字符串的转换
C++提供的由C++字符串得到对应的C_string的方法是使用data()、c_str()和copy
(),其中,data()以字符数组的形式返回字符串内容,但并不添加'\0'.c_str()返回一个
以'\0'结尾的字符数组,而copy()则把字符串的内容复制或写入既有的c_string或字符数组
内。C++字符串并不以'\0'结尾。我的建议是在程序中能使用C++字符串就使用,除非万不得
,详细介绍掠过,谁想进一步了解使用中的注意事项可
以给我留言(到我的收件箱)。我详细解释。:.

一个C++字符串存在三种大小:a)现有的字符数,函数是size()和length(),他们
等效。Empty()用来检查字符串是否为空。b)max_size()这个大小是指当前C++字符
串最多能包含的字符数,很可能和机器本身的限制或者字符串所在位置连续内存的大小有关
系。我们一般情况下不用关心他,应该大小足够我们用的。但是不够用的话,会抛出
length_error异常c)capacity()重新分配内存之前string所能包含的最大字符数。这里另
一个需要指出的是reserve()函数,这个函数为string重新分配内存。重新分配的大小由其
参数决定,默认参数为0,这时候会对string进行非强制性缩减。
还有必要再重复一下C++字符串和C字符串转换的问题,许多人会遇到这样的问题,
自己做的程序要调用别人的函数、类什么的(比如数据库连接函数Connect(char*,char*)),
但别人的函数参数用的是char*形式的,而我们知道,c_str()、data()返回的字符数组由
该字符串拥有,所以是一种constchar*,要想作为上面提及的函数的参数,还必须拷贝到一
个char*,而我们的原则是能不使用C字符串就不使用。那么,这时候我们的处理方式是:如
果此函数对参数(也就是char*)的内容不修改的话,我们可以这样Connect((char*)
(),(char*)()),但是这时候是存在危险的,因为这样转换后
的字符串其实是可以修改的(有兴趣地可以自己试一试),所以我强调除非函数调用的时候
不对参数进行修改,否则必须拷贝到一个char*上去。当然,更稳妥的办法是无论什么情况
都拷贝到一个char*上去。同时我们也祈祷现在仍然使用C字符串进行编程的高手们(说他
们是高手一点儿也不为过,也许在我们还穿开裆裤的时候他们就开始编程了,哈哈…)写的
函数都比较规范,那样我们就不必进行强制转换了。

我们可以使用下标操作符[]和函数at()对元素包含的字符进行访问。但是应该注意的
是操作符[]并不检查索引是否有效(有效索引0~()),如果索引失效,会引起未定
义的行为。而at()会检查,如果使用at()的时候索引无效,会抛出out_of_range异常。
有一个例外不得不说,conststringa;的操作符[]()仍然有效,其返
回值是'\0'.其他的各种情况,()索引都是无效的。举例如下:
conststringCstr("conststring");
stringStr("string");
Str[3];//ok
(3);//ok
Str[100];//未定义的行为
(100);//throwout_of_range:.
Str[()]//未定义行为
Cstr[()]//返回'\0'
(());//throwout_of_range
(())////throwout_of_range
我不赞成类似于下面的引用或指针赋值:
char&r=s[2];
char*p=&s[3];
因为一旦发生重新分配,r,p立即失效。避免的方法就是不使用。

C++字符串支持常见的比较操作符(>,>=,<,<=,==,!=),甚至支持string与C-string的比
较(如str<"hello")。在使用>,>=,<,<=这些操作符的时候是根据"当前字符特性"将字符按字
典顺序进行逐一得比较。字典排序靠前的字符小,比较的顺序是从前向后比较,遇到不相等
的字符就按这个位置上的两个字符的比较结果确定两个字符串的大小。同时,string("aaaa")
另一个功能强大的比较函数是成员函数compare()。他支持多参数处理,支持用索引值和
长度定位子串来进行比较。他返回一个整数来表示比较结果,返回值意义如下:0-相等〉
0-大于<0-小于。举例如下:
strings("abcd");
("abcd");//返回0
("dcba");//返回一个小于0的值
("ab");//返回大于0的值
(s);//相等
(0,2,s,2,2);//用"ab"和"cd"进行比较小于零
(1,2,"bcx",2);//用"bc"和"bc"比较。
怎么样?功能够全的吧!什么?还不能满足你的胃口?好吧,那等着,后面有更个性化
的比较算法。先给个提示,使用的是STL的比较算法。什么?对STL一窍不通?靠,你重
修吧!:.

这在字符串的操作中占了很大一部分。
首先讲赋值,第一个赋值方法当然是使用操作符=,新值可以是string(如:s=ns)、c_string
(如:s="gaint")甚至单一字符(如:s='j')。还可以使用成员函数assign(),这个成员函
数可以使你更灵活的对字符串赋值。还是举例说明吧:
(str);//不说
(str,1,3);//如果str是"iamangel"就是把"ama"赋给字符串
(str,2,string::npos);//把字符串str从索引值2开始到结尾赋给s
("gaint");//不说
("nico",5);//把'n''I''c''o''\0'赋给字符串
(5,'x');//把五个x赋给字符串
把字符串清空的方法有三个:s="";();();(我越来越觉得举例比说话让
别人容易懂!)。
string提供了很多函数用于插入(insert)、删除(erase)、替换(replace)、增加字符。
先说增加字符(这里说的增加是在尾巴上),函数有+=、append()、push_back()。
举例如下:
s+=str;//加个字符串
s+="mynameisjiayp";//加个C字符串
s+='a';//加个字符
(str);
(str,1,3);//不解释了同前面的函数参数assign的解释
(str,2,string::npos)//不解释了
("mynameisjiayp");
("nico",5);:.
(5,'x');
字符串操作是一个不小的主题,在标准C++中,string字符串类成为一个标准,之所以
抛弃char*的字符串而选用C++标准程序库中的string类,是因为他和前者比较起来,不必
担心内存是否足够、字符串长度等等,而且作为一个类出现,他集成的操作函数足以完成我
们大多数情况下的需要。
下面我们首先从一些示例开始学****下string类的使用。
1)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings("hehe");
cout《s《endl;
();
}
2)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
charchs[]="hehe";:.
strings(chs);
cout《s《endl;
();
}
3)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
charchs[]="hehe";
strings(chs,1,3);//指定从chs的索引1开始,最后复制3个字节
cout《s《endl;
();
}
4)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings1("hehe");:.
strings2(s1);
cout《s2《endl;
();
}
5)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings1("hehe",2,3);
strings2(s1);
cout《s2《endl;
();
}
6)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
charchs[]="hehe";:.
strings(chs,3);//将chs前3个字符作为初值构造
cout《s《endl;
();
}
7)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings(10,'k');//分配10个字符,初值都是'k'
cout《s《endl;
();
}
//以上是string类实例的构造手段,都很简单。
9)
//赋新值
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{:.
strings(10,'k');//分配10个字符,初值都是'k'
cout《s《endl;
s="hehehehe";
cout《s《endl;
("kdje");
cout《s《endl;
("fkdhfkdfd",5);//重新分配指定字符串的前5的元素内容
cout《s《endl;
();
}
10)
//swap方法交换
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings1="hehe";
strings2="gagaga";
cout《"s1:"《s1《endl;
cout《"s2:"《s2《endl;
(s2);:.
cout《"s1:"《s1《endl;
cout《"s2:"《s2《endl;
();
}
11)
//+=,append(),push_back()在尾部添加字符
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings="hehe";
s+="gaga";
cout《s《endl;
("嘿嘿");//append()方法可以添加字符串
cout《s《endl;
('k');//push_back()方法只能添加一个字符…
cout《s《endl;
();
}
12)
//insert()插入字符。其实,insert运用好,与其他的插入操作是一样的。:.
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings="hehe";
(0,"头部");//在头部插入
((),"尾部");//在尾部插入
(()/2,"中间");//在中间插入
cout《s《endl;
();
}
13)
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;
voidmain()
{
strings="abcdefg";
(0,1);//从索引0到索引1,即删除掉了'a'
cout《s《endl;
//其实,还可以使用replace方法来执行删除操作:.
(2,3,"");//即将指定范围内的字符替换成"",即变相删除了
cout《s《endl;
();
}
14)
//clear()删除全部字符
#include
#include<iostream>
usingnamespacestd;