[C++知识库]C++【修理之路】初识string

为什么学习string类？

C语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些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。因此，string 是 C++ 中常用的一个类，它非常重要，我们有必要在此单独讲解一下。

标准库中的string类

1. 字符串是表示字符序列的类
2. 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。
3. 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)。
4. 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(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
5. 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。

string的定义

变量 s1 只是定义但没有初始化，编译器会将默认值赋给 s1，默认值是""，也即空字符串。

变量 s2 在定义的同时被初始化为"c plus plus"。与C风格的字符串不同，string 的结尾没有结束标志’\0’。

变量 s3 在定义的时候直接用 s2 进行初始化，因此 s3 的内容也是"c plus plus"。

变量 s4 被初始化为由 5 个’s’字符组成的字符串，也就是"sssss"。

从上面的代码可以看出，string 变量可以直接通过赋值操作符=进行赋值。string 变量也可以用C风格的字符串进行赋值，例如，s2 是用一个字符串常量进行初始化的，而 s3 则是通过 s2 变量进行初始化的。
与C风格的字符串不同，当我们需要知道字符串长度时，可以调用 string 类提供的 length() 函数。

输出结果为25。由于 string 的末尾没有’\0’字符，所以 length() 返回的是字符串的真实长度，而不是长度 +1。

转换为C风格的字符串

虽然 C++ 提供了 string 类来替代C语言中的字符串，但是在实际编程中，有时候必须要使用C风格的字符串（例如打开文件时的路径），为此，string 类为我们提供了一个转换函数 c_str()，该函数能够将 string 字符串转换为C风格的字符串，并返回该字符串的 const 指针（const char*）。请看下面的代码：

string path = “D:\demo.txt”;
FILE* fp = fopen(path.c_str(), “rt”);

为了使用C语言中的 fopen() 函数打开文件，必须将 string 字符串转换为C风格的字符串。

string类的输出和输出

string 类重载了输入输出运算符，可以像对待普通变量那样对待 string 变量，也就是用>>进行输入，用<<进行输出。虽然我们输入了两个由空格隔开的网址，但是只输出了一个，这是因为输入运算符>>默认会忽略空格，遇到空格就认为输入结束，所以最后输入的“http://xszz.chsi.com.cn/”没有被存储到变量 s。

访问字符串中的字符

string 字符串也可以像C风格的字符串一样按照下标来访问其中的每一个字符。string 字符串的起始下标仍是从 0 开始。

本例定义了一个 string 变量 s，并赋值 “1234567890”，之后用 for 循环遍历输出每一个字符。借助下标，除了能够访问每个字符，也可以修改每个字符，s[5] = ‘5’;就将第6个字符修改为 ‘5’，所以 s 最后为 “1234557890”。

字符串的拼接

string 字符串的增删改查

一. 插入字符串
insert() 函数可以在 string 字符串中指定的位置插入另一个字符串，它的一种原型为：

string& insert (size_t pos, const string& str);

pos 表示要插入的位置，也就是下标；str 表示要插入的字符串，它可以是 string 字符串，也可以是C风格的字符串。

二. 删除字符串
erase() 函数可以删除 string 中的一个子字符串。它的一种原型为：

string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);

pos 表示要删除的子字符串的起始下标，len 表示要删除子字符串的长度。如果不指明 len 的话，那么直接删除从 pos 到字符串结束处的所有字符（此时 len = str.length - pos）。

有小伙伴担心，在 pos 参数没有越界的情况下， len 参数也可能会导致要删除的子字符串越界。但实际上这种情况不会发生，erase() 函数会从以下两个值中取出最小的一个作为待删除子字符串的长度：len 的值；字符串长度减去 pos 的值。说得简单一些，待删除字符串最多只能删除到字符串结尾。
三. 提取子字符串
substr() 函数用于从 string 字符串中提取子字符串，它的原型为：

string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos) const;

pos 为要提取的子字符串的起始下标，len 为要提取的子字符串的长度。

系统对 substr() 参数的处理和 erase() 类似：
1.如果 pos 越界，会抛出异常；
2.如果 len 越界，会提取从 pos 到字符串结尾处的所有字符。
四. 字符串查找
string 类提供了几个与字符串查找有关的函数，如下所示。

1. find() 函数
   find() 函数用于在 string 字符串中查找子字符串出现的位置，它其中的两种原型为：

size_t find (const string& str, size_t pos = 0) const;
size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;

第一个参数为待查找的子字符串，它可以是 string 字符串，也可以是C风格的字符串。第二个参数为开始查找的位置（下标）；如果不指明，则从第0个字符开始查找。

find() 函数最终返回的是子字符串第一次出现在字符串中的起始下标。本例最终是在下标 6 处找到了 s2 字符串。如果没有查找到子字符串，那么会返回 string::npos，它是 string 类内部定义的一个静态常成员，用来表示 size_t 类型所能存储的最大值。
2) rfind() 函数
rfind() 和 find() 很类似，同样是在字符串中查找子字符串，不同的是 find() 函数从第二个参数开始往后查找，而 rfind() 函数则最多查找到第二个参数处，如果到了第二个参数所指定的下标还没有找到子字符串，则返回 string::npos。

3) find_first_of() 函数
find_first_of() 函数用于查找子字符串和字符串共同具有的字符在字符串中首次出现的位置。

s1 和 s2 共同具有的字符是‘s’，该字符在 s1 中首次出现的下标是3，故查找结果返回3。

总结

1. string是表示字符串的字符串类
2. 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。
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3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>
   string;
4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。
   注意：在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;