【玩转STL】STL的简介和string类用法和接口讲解（源码解析）

  接触编程时间长一点的朋友想必都多多少少听过vector、string、queue等容器，也大抵了解一些有关STL的概念，这一节，我们就一起来谈一谈STL的六大组件，再来一起深入理解string类。

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

---

🍎、什么是STL，和STL版本介绍

1.1简介

  STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

1.2 STL的版本

• 原始版本
  Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本–所有STL实现版本的始祖
• P. J. 版本
  由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异。
• RW版本
  由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。
• SGI版本
  由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程风格上看，阅读性非常高。我们后面学习STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本。

---

🍎、STL的六大组件

2.1 概念
STL的六大组件包括：仿函数，算法，迭代器，空间配置器，容器，配接器。

---

🍎、STL的重要性和缺陷

3.1 STL的重要性

  众所周知，STL是笔试面试常考的一个部分，而且掌握STL，你能够更快捷高效得解决笔试中遇到的问题，包括许多算法题也需要用到STL的容器，比如说：string,queue，priority queue等。网上有句话说：“不懂STL，不要说你会C++”。STL是C++中的优秀作品，有了它的陪伴，许多底层的数据结构以及算法都不需要自己重新造轮子，站在前人的肩膀上，健步如飞的快速开发。

3.2 STL的缺陷

1. STL库的更新太慢了。这个得严重吐槽，上一版靠谱是C++98，中间的C++03基本一些修订。C++11出来已经相隔了13年，STL才进一步更新。
2. STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。
3. STL极度的追求效率，导致内部比较复杂。比如类型萃取，迭代器萃取。
4. STL的使用会有代码膨胀的问题，比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码，当然这是模板语法本身导致的。

---

🍎、为什么学习string类？

4.1 C语言中的字符串
  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。

4.2 应用
  在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。

---

🍎、标准库里的string类

🍉 C++文档cplusplus

---

🍉 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，请参考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(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。

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。
3 string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string string;
4 不能操作多字节或者变长字符的序列。

---

🍉 string类的常用接口说明

🍇string类对象的常见构造
  cplusplus官方文档的string类对象的常见构造

代码示例：

void Testfor()
{
	 string s1; 	// 构造空的string类对象s1
 	 string s2("hello string"); 	// 用C格式字符串构造string类对象s2
	 string s3(s2); 	// 拷贝构造s3
}
1
2
3
4
5
6

🍇 string类对象的容量操作

注意：

1、 size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一致，一般情况下基本都是用size()。
2、clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
3、resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
4 、reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于
string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。

🍇 string类对象的访问及遍历操作

用迭代器去遍历容器的内容才是普遍的

代码示例：

//普通的string遍历
void test_string1()
{
       //遍历string的每一个字符
       string s1("hello");
       //第一个中方式， 下标 + []
       for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
       {
              cout << s1[i] << " ";
       }
       //const char* s2 = "world"
       //s2[i]; *(s2 + i)
}
//迭代器遍历
	   string::iterator it = s1.begin();
       while (it != s1.end())
       {
              cout << *it << " ";
              ++it;
       }
//范围for
       for (auto e : s1)
       {
              cout << e;
       }
//实际上范围for的底层就是迭代器
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

🍇 string类读写接口
读写接口

              char& operator[](size_t pos)
              {
                      return _str[pos];
              }
1
2
3
4

只读接口

              const char& operator[](size_t pos) const
              {
                      return _str[pos];
              }
1
2
3
4

[]接口的作用是：返回那个字符的别名
如果是去掉&， 就不能完成赋值工作，
原因是临时变量具有常性，不能被修改

---

🍇 string类对象的修改操作

代码示例：

void test_string()
{
 string str;
 str.push_back(' '); // 在str后插入空格
 str.append("hello"); // 在str后追加一个字符"hello"
 str += 'b'; // 在str后追加一个字符'b' 
 str += "it"; // 在str后追加一个字符串"it"
 cout<

void test_string5()
{
       string s1;
       //正向和反向迭代器
       string::iterator it = s1.begin();
              while (it != s1.end())
              {
                      cout << *it << " ";
                      ++it;
              }
              cout << endl;
              string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();
              while (rit != s1.rend())
              {
                      cout << *rit << " ";
                      ++rit;
              }
              cout << endl;
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19