【跟学C++】C++字符串——string类(Study15)

 ============================ 【说明】 ===================================================
  大家好，本专栏主要是跟学C++内容，自己学习了这位博主【 AI菌】的【C++21天养成计划】，讲的十分清晰，适合小白，希望给这位博主多点关注、收藏、点赞。
  主要针对所学内容，通过自己的理解进行整理，希望大家积极交流、探讨，多给意见。后面也会给大家更新，其他一些知识。若有侵权，联系删除！共同维护网络知识权利！
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   写在前面
  至此，我们了解了C++的基本语法，但是进一步学习C++，数据结构是必不可少的内容。 数据结构与算法决定了代码测存储方式，以及代码执行效率。
  数据结构的重要性不言而喻， 关于数据结构的基本知识可以转至本人另一专栏====>【 数据结构】。同样也可以阅读博主【 AI菌】写的【 数据结构与算法】，比较通俗易懂，可以学习学习！

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1、String类优点

  上一节，我们在数组中了解了静态数组和动态数组的区别。在C++中，字符串可以理解为是字符数组，我们可以这样定义：

char staticArray[10]; //声明一个固定长度的静态字符数组
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  这样一看，我们定义了一个固定长度的静态数组。但是在实际问题中，我们定义的数组长度并不是预先固定好的，同样我们需要声明一个动态字符数组，按照需求可以动态调整数组长度。
  在C++中，提供了一个string类，类似vector/deque类，它不仅可以根据程序需求动态调整大小，还提供了很多成员函数，让程序更容易操作，也更方便操作字符串。

2、String类的基本操作

2.1、初始化

  String类提供了很多重载的构造函数，我们可以用多种方式进行初始化以及实例化，初始化如下：

#include
#include
#include
using namespace std;

//定义string类的六种方式
int main() {
	string str1 = "string string";

	string str2 = ("string string");

	string str3(str1);

	string str4(10, 's');
	
	string str5(str1, 5, 5);

	string str6(str1.begin(), str1.end());

	cout <<"str1:"<< str1 << endl;
	cout << "str2:" << str2 << endl;
	cout << "str3:" << str3 << endl;
	cout << "str4:" << str4 << endl;
	cout << "str5:" << str5 << endl;
	cout << "str6:" << str6 << endl;
	
	return 0;
}
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2.2、访问字符串

  字符串需要访问的方法有很多，比如:
  (1) 类似数组下标[]访问方式；
  (2) 迭代器
  (3) 操作函数at()

  具体举例如下：

//string的访问
#include
#include
#include
using namespace std;

int main05() {
	string str = "string string";
	cout << "========Way1:类似数组下标==========" << endl;
	for (int i = 0; i < str.length(); i++)
	{
		cout << "str[<" << i << ">:" << str[i] << endl;
	}
	
	cout << "========Way2：迭代器==========" << endl;
	int set = 0;
	string::const_iterator locator;
	for (locator= str.begin();  locator!=str.end(); locator++)
	{
		cout << "str[<" << set++ << ">" << *locator << endl;
	}

	cout << "========Way3：操作函数at()==========" << endl;
	for (int i = 0; i < str.length(); i++)
	{
		cout << "str[<" << i << ">:" << str.at(i) << endl;
	}
	return 0;
}
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3、String类的成员函数

   String类成员函数有很多，每种成员函数都有它的实际意义。比如计算字符串容量、拼接、新增、删除、反转等。使用这些字符串函数，能够轻松的解决很多字符串操作问题，并且使代码变得更加简洁可读。
   此外，还有一些进阶的成员函数，比如查找字符、截短、大小写转换、子字符串、字符串比较等。使用好这些进阶的字符串函数，往往能够题使代码简化，达到半掊的效果!

3.1、容量函数对比

   所谓容量，即计算字符数组的长度、最大容量等，常用的函数有：size、length、capacity、empty。

#include
#include
#include
using namespace std;

//string类的基本容量
int main04() {
	string str = "string string";
	cout << "str's size:" << str.size()<<endl;
	cout << "str's length:" << str.length()<<endl;
	cout << "str's capacity:" << str.capacity()<<endl;

	if (str.empty())
		cout << "str is empty" << endl;
	else 
		cout << "str is not empty" << endl;

	return 0;
}
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3.2、拼接字符串append()

  如果想将两个字符串进行拼接，可以使用+=运算符，也可以用成员函数append()。

#include
#include
#include
using namespace std;

int main() {

	cout << "========成员函数append()==========" << endl;
	string str1 = "study ";
	string str2 = "string";

	str1 += str2;
	cout << str1 << endl;

	string str3 = " study！";
	str1.append(str3);
	cout << str1 << endl;
	
	return 0;
}
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3.3、字符串末尾增加字符push_back()

  使用push_ back()我们可以在原字符串末尾新增字符，我们可以将test. txt文件中的字符一个个的写入字符串str。

#include
#include
#include
using namespace std;

int main(){
	cout << "========成员函数push_back()==========" << endl;
	string str4 = "study ";
	ifstream file("C:/Users/Cqy/Desktop/ConsoleApplication1/ConsoleApplication1/test.txt", ios::in);
	while (true){
		str4.push_back(file.get());
		if (file.eof())
			break;
	}

	cout <<"str4=:"<< str4 << endl;
	return 0;
}
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  注：如果想更为方便在字符串末尾增加元素，同样也可以使用append()函数，该函数不仅可以增加一个字符，也可以一次增加一个字符串。

3.4、字符串末尾删除字符pop_back()

  使用pop_ back()函数可以在原字符串后删除一个字符，这与前面的list类和vector类中的用法也是一样的。

#include
#include
#include
using namespace std;

int main(){
	cout << "========成员函数pop_back()==========" << endl;
	string str5("Good night!");

	str5.pop_back();

	cout << "str5=" << str5 << endl;
	return 0;
}
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3.5、字符串反转reverse()

  字符串反转就是字符串的字符首尾倒序存放。比较熟悉的一个案例就是判断某字符串是否是回文串，就可以将其反转,再与原来的字符串进行比较。

#include
#include
#include
using namespace std;

int main(){
	cout << "========成员函数reverse()==========" << endl;
	string str6("Good night!");

	reverse(str6.begin(), str6.end());
	cout << "str6=" << str6 << endl;
	
	return 0;
}
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3.6、查找字符或子字符串find()

  在string类中，封装了用来查找字符串中的字符或者子字符串。

#include
#include
#include
using namespace std;
int main() {
	cout << "========成员函数find()==========" << endl;

	string str7("I love you! and do you love me?");
	cout << "str7：" << str7 << endl;

	//1.从最开始处开始搜索，返回字符串love第一次出现的位置 
	int position = str7.find("love", 0);
	if (position != string::npos) //string:npos实际值为-1，表示没有找到要搜索的元素
		cout << "字符串love第一次出现的位置：" << position << endl;
	else
		cout << "字符串love没有被找到" << endl;

	//2.返回所有子字符串的位置
	cout << "字符串love出现的所有位置：";
	int all_pos = str7.find("love", 0);
	while (all_pos != string::npos)
	{
		cout << all_pos << " ";
		int  search_pos = all_pos + 1;
		all_pos = str7.find("love", search_pos); //返回子字符串出现的位置 
	}
	return 0;
}
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  注：在string中的find()函数和algorithm中的find()函数是有区别的。
    string中的find()函数是从位置0开始寻找，寻找str字符串中第一次出现字串substr的位置。

  int pos = str.find(substr, 0); 
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    algorithm中的find()函数也是从位置0开始寻找，寻找str字符串中第一次出现字串substr的位置，返回的是迭代器。

string::iterator pos = find(str.begin(),str.end(), substr); 
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3.7、截短字符串erase()

  截短字符串函数erase()有三种用法：

  (1) 给定偏移位置(删除的起始位置)和要删除的字符个数;
  (2) 在给定指向字符的迭代器时删除该字符;
  (3) 在给定两个迭代器指定的范围时，删除该范围内的字符;

#include
#include
#include
using namespace std;
int main(){

	cout <<endl;
	cout << "========成员函数erase()==========" << endl;
	cout << "     ======Way1=======" << endl;
	string str8 = "I love you very much!";
	str8.erase(2, 4); //从索引号2开始，删除4个字符，即删掉love。
	cout << str8 << endl;


	cout << "     ======Way2=======" << endl;
	string str9("I love you! and do you love me?");
	string::iterator pos = find(str9.begin(), str9.end(), 'I'); //找到字符'I'的位置给迭代器
	if (pos != str9.end())
		str9.erase(pos); //依次删除迭代器指向的字符
	cout << str9 << endl;


	cout << "     ======Way3=======" << endl;
	//str9.erase(str9.begin(), str9.end());
	return 0;
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3.8、大小写转换transform()

  使用大小写转换函数transform()，可以实现字符串的大小写转换。

#include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
	cout << "========成员函数transform()==========" << endl;
	string str10("sTriNG");
	//1.将字符串s1转换为大写
	transform(str10.begin(), str10.end(), str10.begin(), toupper);
	//2.将字符串s1转化为小写
	transform(str10.begin(), str10.end(), str10.begin(), tolower);
	
	return 0;
}
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3.9、获取子字符串substr()

  使用substr()，可以方便地获取字符串的任意子串。声明如下：

string substr (size_t pos = 0, size_t len = npos)
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第一个参数是，待获取的子串的起始位置;默认为0，即首字符。
第二个参数是，待获取子串的长度;默认npos, 即一直取到末尾。

#include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
	cout << "========成员函数substr()==========" << endl;
	string str11 = "We think in generalities, but we live in details.";
	string str12 = str11.substr(3, 5);     //str2 = think
	rsize_t index = str11.find("live");     // position of "live" in str
	string str13 = str11.substr(index);     // get from "live" to the end
	cout << str12 << ' ' << str13 << endl;
	return 0;
}
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3.10、字符串比较compare()

  使用compare()，可以两个字符串进行比较。以str1.compare(str2)为例,比较规则如下表所示:

  注：对于这个表格，可以这样简单理解，字符串大小此较规则就是:从左往右,依次比较每个字符对应的ASCII码值，大者为大，小者为小；若相等，则继续比较后面的字符。

#include
#include
#include
using namespace std;
int main(){
	cout << "========成员函数compare()==========" << endl;

	string str1 = "Hello World!";
	string str2 = "Hello String!";

	//用法1：比较str1与str2 
	if (str1.compare(str2) == 0)
		cout << "str1=str2" << endl;
	else if (str1.compare(str2)<0)
		cout << "str1 << endl;
	else
		cout << "str1>str2" << endl;

	//用法2：取str1的第6个位置后的5个字符World与字符串World比较 
	if (str1.compare(6, 5, "World") == 0)
		cout << "相等" << endl;
	else
		cout << "不等" << endl;

	//用法3：截取两个字符串各自的子串进行比较
	if (str1.compare(0, 5, str2, 0, 5) == 0)
		cout << "str1的子串Hello = str2的子串Hello" << endl;
	else
		cout << "str1的子串Hello != str2的子串Hello" << endl;
	
	return 0;
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4、总结

  最后，长话短说，大家看完就好好动手实践一下，切记不能三分钟热度、三天打鱼，两天晒网。大家也可以自己尝试写写博客，来记录大家平时学习的进度，可以和网上众多学者一起交流、探讨，我也会及时更新，来督促自己学习进度。一开始提及的博主【AI菌】，个人已关注，并订阅了相关专栏(对我有帮助的)，希望大家觉得不错的可以点赞、关注、收藏。