C++ : STL容器之string剖析

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STL容器之string剖析

一、string 的迭代器
- （一）起始迭代器
- （二）末尾迭代器
- （三）反向迭代器
二、容量相关的函数
- （一）size
- （二）capacity
- （三）resize
- （四）reserve
- （五）clear
- （六）empty
三、元素的访问和修改
- （一）[ ]操作符重载和 at
- （二）front 和 back
三、元素的修改
- （一）+= 运算符重载
- （二）append
- （三）push_back
- （四）assign
- （五）insert
- （六）erase
- （七）pop_back
四、其它操作函数
- （一）c_str
- （二）substr
- （三）find
五、其他成员
- （一）静态成员 npos
- （二）全局函数 getline
- 结束语

一、string 的迭代器

迭代器的原理：下面的实现中迭代器是由 typedef / using 关键字定义的类型

public:
	/*using iterator = char*;
	using const_iterator = const char*;*/

	typedef char* iterator;
	typedef const char* const_iterator;

（一）起始迭代器

返回第一个元素的迭代器

iterator begin()
{
	return _str;
}

const_iterator begin() const
{
	return _str;
}

（二）末尾迭代器

返回最后一个元素的下一个位置的迭代器

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	iterator end()
	{
		return _str + _size;
	}

	const_iterator end() const
	{
		return _str + _size;
	}

（三）反向迭代器

和前面两个迭代器的实现原理相同，但是在遍历的时候要记得用++，而不是- -。
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void test05() {
	string s1("hello, world");
	std::string::reverse_iterator it = s1.rbegin();
	while (it != s1.rend()) {
		cout << *it;
		it++;  //这里要用++
	}
}

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二、容量相关的函数

（一）size

返回函数的元素数量，不包含’\0’.
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size_t size() const
{
	return _size;
}

（二）capacity

返回 string 申请空间的大小
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（三）resize

修改函数的元素大小。

使用规则：
如果 n 小于当前字符串长度，则当前值将缩短为其前 n 个字符，并删除第 n个字符以外的字符。
如果 n 大于当前字符串长度，则通过在末尾插入所需数量的字符来扩展当前内容，以达到 n 的大小。如果指定了 c，则新元素将初始化为 c 的副本，否则，它们是值初始化字符（空字符）。

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（四）reserve

请求根据计划的大小更改调整字符串容量,使得容量至少为 n 个字符。
如果 n 大于当前字符串容量，则该容器将其容量增加到 n 个字符（或更大）除此之外，不做其他的改变。
此函数对字符串长度没有影响，也无法更改其内容。

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（五）clear

清空字符串，使得元素数量改成0，其它不改变。
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void clear()
{
	_str[0] = '\0';
	_size = 0;
}

（六）empty

判断容器是否为空。
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三、元素的访问和修改

（一）[ ]操作符重载和 at

重载[ ]操作符可以使得我们可以像数组一样的访问容器中的元素。重载有两个版本，const 对象使用const 版本，只读不可修改，普通版本可以读取和修改。
at 和[ ]几乎一致，只是写法上有略微差距。
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		char& operator[](size_t i)
		{
			assert(i >= 0 && i < _size);
			return _str[i];
		}

		const char& operator[](size_t i) const
		{
			assert(i >= 0 && i < _size);
			return _str[i];
		}

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（二）front 和 back

分别返回起始元素和末尾元素，和[ ] 一样，分别都有两个版本。
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三、元素的修改

（一）+= 运算符重载

+= 是很好用的一个追加字符 / 字符串的运算符。
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（二）append

在字符串末尾追加字符 / 字符串，版本有很多。
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（三）push_back

在末尾追加字符，其实和前面两者区别不大，为了达到容器的一致性而添加的字符。
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（四）assign

相当于构造函数，构造方式更多样化，下面的接口都有很多一致性。和追加的这套体系很像。
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#include <iostream>
#include <string>

int main ()
{
  std::string str;
  std::string base="The quick brown fox jumps over a lazy dog.";

  // used in the same order as described above:

  str.assign(base);
  std::cout << str << '\n';

  str.assign(base,10,9);
  std::cout << str << '\n';         // "brown fox"

  str.assign("pangrams are cool",7);
  std::cout << str << '\n';         // "pangram"

  str.assign("c-string");
  std::cout << str << '\n';         // "c-string"

  str.assign(10,'*');
  std::cout << str << '\n';         // "**********"

  str.assign<int>(10,0x2D);
  std::cout << str << '\n';         // "----------"

  str.assign(base.begin()+16,base.end()-12);
  std::cout << str << '\n';         // "fox jumps over"

  return 0;
}

（五）insert

insert 函数的用法和之前都有一致性，只是多加了两个迭代器版本和插入元素的位置，因为涉及到数据的挪动，因此时间复杂度比较高，在项目中不建议使用。
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#include <iostream>
#include <string>

int main ()
{
  std::string str="to be question";
  std::string str2="the ";
  std::string str3="or not to be";
  std::string::iterator it;

  // used in the same order as described above:
  str.insert(6,str2);                 // to be (the )question
  str.insert(6,str3,3,4);             // to be (not )the question
  str.insert(10,"that is cool",8);    // to be not (that is )the question
  str.insert(10,"to be ");            // to be not (to be )that is the question
  str.insert(15,1,':');               // to be not to be(:) that is the question
  it = str.insert(str.begin()+5,','); // to be(,) not to be: that is the question
  str.insert (str.end(),3,'.');       // to be, not to be: that is the question(...)
  str.insert (it+2,str3.begin(),str3.begin()+3); // (or )

  std::cout << str << '\n';
  return 0;
}

（六）erase

和 insert类似，由于牵涉到数据的挪动，因此并不推荐使用。
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（七）pop_back

用来弹出最后一个字符
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四、其它操作函数

（一）c_str

这个函数用来得到 string 里面的字符串，由于返回的是const 类型，因此要使用的话需要拷贝一份。
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实现原理

	const char* c_str() const
	{
		return _str;
	}

使用样例

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>

int main ()
{
  std::string str ("Please split this sentence into tokens");

  char * cstr = new char [str.length()+1];
  std::strcpy (cstr, str.c_str());

  // cstr now contains a c-string copy of str

  char * p = std::strtok (cstr," ");
  while (p!=0)
  {
    std::cout << p << '\n';
    p = std::strtok(NULL," ");
  }

  delete[] cstr;
  return 0;
}

（二）substr

用来获取 string 容器的字串，返回一份拷贝。
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实现原理

string string::substr(size_t pos, size_t len)
{
	assert(pos >= 0 && pos < _size);
	if (len > _size - pos) {
		len = _size - pos;
	}
	WGM::string s;
	s.reserve(len);
	for (int i = 0; i < len;i++)
	{
		s._str[i] = _str[pos++];
	}
	return s;
}

（三）find

查找指定的字符 / 字符串 / string串，默认从0位置开始查找。
一般和npos混合起来使用，来判断是否找到目标字符串。
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使用样例

#include <iostream>       // std::cout
#include <string>         // std::string

int main()
{
	std::string str("There are two needles in this haystack with needles.");
	std::string str2("needle");

	// different member versions of find in the same order as above:
	std::size_t found = str.find(str2);
	if (found != std::string::npos)
		std::cout << "first 'needle' found at: " << found << '\n';

	found = str.find("needles are small grkwgeio", found + 1,  1);
	if (found != std::string::npos)
		std::cout << "second 'needle' found at: " << found << '\n';

	found = str.find("haystack");
	if (found != std::string::npos)
		std::cout << "'haystack' also found at: " << found << '\n';

	found = str.find('.');
	if (found != std::string::npos)
		std::cout << "Period found at: " << found << '\n';

	// let's replace the first needle:
	str.replace(str.find(str2), str2.length(), "preposition");
	std::cout << str << '\n';

	return 0;
}

五、其他成员

（一）静态成员 npos

用来表示整形的最大值
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（二）全局函数 getline

从流中提取字符串到 str 中，直到遇到限定标识符 delim结束，不写的化自动是\n.
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结束语

许久未更，从头开始！接下来还会带来 Linux 的文章，小编会继续更新有用的内容！