C++——string容器常用操作汇总

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纵有疾风起，人生不言弃。本文篇幅较长，如有错误请不吝赐教，感谢支持。

💬文章目录

    • 一.string容器基本概念
    • 二.string容器常用操作
      • ✅前言及函数参数的说明
      • 一.构造和析构
      • 二.string特性操作
      • 三.字符操作
      • 四.赋值操作
      • 五.拼接操作
      • 六.交换操作
      • 七.string截取操作(子容器)
      • 八.string的比较操作
      • 九.string的查找替换
      • 十.string的替换
      • 十一.string插入操作(insert)
      • 十二.string删除操作(erase)

一.string容器基本概念

C语言风格字符串(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。
string容器可以看做一片连续的储存空间，并用一个char*指向这片空间。string容器提供的迭代器是随机访问迭代器。
string和C风格字符串对比：

  • ✅字符串是一个char * 类型指针，string是一个类string封装了char * ，用来管理这个字符串，是一个char*型的容器。
  • ✅使用的时候，不必考虑内存分配和释放的问题： string管理char*所分配的内存。每一次string的复制，取值都由string类负责维护，不用担心复制越界和取值越界等。
  • ✅动态管理内存(可扩展)
  • ✅提供了大量操作容器的API（函数接口，查找find，拷贝copy，删除delete 替换replace，插入insert等）。缺点是效率略有降低，占用的资源也更多。

二.string容器常用操作

✅前言及函数参数的说明

本篇文章📃只对构造函数的使用进行了举例，其他函数的使用和构造函数的使用十分相似，万变不离其宗。

string容器可以看做一片连续的储存空间，有两个用途，一是用作字符串，二是用作存放数据的容器，string容器的成员函数有12个分类，前七个既可以用作字符串也可以用于存放数据的容器，而后五个（判断字符串是否相等、查找、替换、插入、删除）主要用于操作字符串，如果是其他格式的数据，这些函数也可以用，但意义不大。
关于函数参数的说明：
size_t:

可以理解为无符号整型（unsigned int）。

npos：

静态常量成员string::npos为字符数组的最大长度（通常为unsigned int的最大值）。

NBTS（null-terminated string）：

C风格的字符串（以空字符0结束的字符串）。

一.构造和析构

💬string类有七个构造函数（C++11新增了两个）表格一览：

函数原型解释
string();创建一个长度为0的string对象（默认构造函数）
string(const char *s);string对象初始化为s指向的NBTS（转换构造函数）。
string(const string &str);使用string对象str去初始化新创建的string对象（拷贝构造函数）。
string(const char *s,size_t n);将string对象初始化为s指向的地址后n字节的内容。
string(const string &str,size_t pos=0,size_t n=npos);将sring对象初始化为str从位置pos开始到结尾的字符（或从位置pos开始的n个字符）
template string(T begin,T end);将string对象初始化为区间[begin,end]内的字符，其中begin和end是迭代器，其行为就像指针，用于指定位置，范围包括begin在内，但不包括end。
string(size_t n,char c);创建一个由n个字符c组成的string对象。析构函数~string()释放内存空间。
~string();创建一个长度为0的string对象（默认构造函数）。

1）string();创建一个长度为0的string对象（默认构造函数）

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{// 1）string()：创建一个长度为0的string对象（默认构造函数）。string s1; // 创建一个长度为0的string对象cout << "s1=" << s1 << endl; // 将输出s1=，因为容器是空，所以输出是空。cout << "s1.capacity()=" << s1.capacity() << endl; // 返回当前容量，可以存放字符的总数。cout << "s1.size()=" << s1.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。
}

string类的capacity方法，用于获取当前容器容量，意思是，如果不重新分配内存，所能存放字符的总数。
string类的size方法，用于获取容器中数据的大小，意思是里面已经存放了多少数据。
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容器的当前容量是15，存放数据大小0，为什么当前容量不是0，而是15？
往string容器中存放数据时，如果数据多大就分配多少内存的空间，那么每次扩展容器内存时，都要重新分配和释放内存，效率很低，所以合理的做法就是预先分配比数据实际大小更多的空间。避免过于频繁的分配和释放内存。
还有，创建容器的时候，如果数据量小于15字节，就分配15字节，就算是空的，也分配15字节。
那我们再写几行代码，存放的数据，超过字节，这样的话，容器会做一次拓展。

int main()
{// 1）string()：创建一个长度为0的string对象（默认构造函数）。string s1; // 创建一个长度为0的string对象cout << "s1=" << s1 << endl; // 将输出s1=cout << "s1.capacity()=" << s1.capacity() << endl; // 返回当前容量，可以存放字符的总数。cout << "s1.size()=" << s1.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。cout << "容器动态数组的首地址=" << (void *)s1.c_str() << endl;s1 = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxx";cout << "s1.capacity()=" << s1.capacity() << endl; // 返回当前容量，可以存放字符的总数。cout << "s1.size()=" << s1.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。cout << "容器动态数组的首地址=" << (void *)s1.c_str() << endl;
}

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容器做了一次拓展，拓展后大小为字节
并且两个容器的首地址不同，string类拓展容器时，先分配更大的空间，然后把内容复制到新的空间，再把以前的空间释放掉。所以两个容器的地址肯定不一样。

2）string(const char *s); //使用C语言风格的字符串s初始化string对象。（转换构造函数）
例如：

int main()
{string s2("hello world");cout << "s2=" << s2 << endl; // 将输出s2=hello worldstring s3 = "hello world";cout << "s3=" << s3 << endl; // 将输出s3=hello world
}

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3）string(const string &str); // 使用string对象str去初始化新创建的string对象（拷贝构造函数）。

int main()
{string s3 = "hello world";string s4(s3); //调用拷贝构造函数，s3 = "hello world";cout << "s4=" << s4 << endl; // 将输出s4=hello worldstring s5 = s3;//调用拷贝构造函数cout << "s5=" << s5 << endl; // 将输出s5=hello world
}

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s4和s5的内容都是从s3拷贝过来的。
注意string类中有一个指向动态数组的char*指针，所以string的拷贝构造函数一定是深拷贝。
string的拷贝构造函数中，前三个用的最多，后面4个，在实际开发，特别是处理文件和网络编程时，用的很多。

4）string(const char *s,size_t n); // 将string对象初始化为s指向的地址后n字节的内容。即使超过了C语言风格的字符串长度，只要小于n字节，后面的数据照样被复制。

🖲例如：

int main()
{string s6("hello world", 5);//s6将指向h首字符后5字节cout << "s6=" << s6 << endl; // 将输出s6=hellostring s7("hello world", 50);//s7将指向h首字符后50字节的内容，cout << "s7=" << s7 << endl; //将输出s7=hello以及未知内容
}

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对于字符串s7，如果遇到字符串的结尾/0，并不会停止复制。
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5）string(const string &str,size_t pos=0,size_t n=npos); 从str的第pos位置开始，截取n个字符，用截取的内容创建string容器。
✅第一个参数是string对象，也可以是C语言风格的字符串，因为C++的string类内置了转换函数，可以将C语言的字符串风格给自动转换成string对象
✅第二个参数的缺省值是0，不是1。
✅第三个参数npos的缺省值是无限大。不指定npos就是截取pos位置后面的所有内容。

🖲例如：

int main()
{string s3 = "hello world"; string s8(s3, 3, 5); // s3 = "hello world";cout << "s8=" << s8 << endl; // 将输出s8=lo wostring s9(s3, 3);//截取从s3字符串第3个位置的后的全部内容cout << "s9=" << s9 << endl; // 将输出s9=lo worldcout << "s9.capacity()=" << s9.capacity() << endl; // 返回当前容量，可以存放字符的总数。cout << "s9.size()=" << s9.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。cout << "s9.capacity()=" << s9.capacity() << endl; // 返回当前容量，可以存放字符的总数。cout << "s9.size()=" << s9.size() << endl; // 返回容器中数据的大小。//C++的string类内置了转换函数，可以将C语言的字符串风格给自动转换成string对象string s10("hello world", 3, 5);cout << "s10=" << s10 << endl; // 将输出s10=lo wo
}

注意这个构造函数和第四个不一样，它会判断str的结尾标志/0，然后停止，并不会无限的复制下去。上例对于s9字符串，从s3的第3个位置截取npos（无限大）个字符，并没有真正截取无限个字符，只截取了8个字符，遇到/0就停止了，所以s9容器的大小为8。
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6）template string(T begin,T end); // 将string对象初始化为区间[begin,end]内的字符，其中begin和end的行为就像指针，用于指定位置，范围包括begin在内，但不包括end。

例如：

int main()
{string s13 = "强风吹拂king";string s14(s13.begin(), s13.end());cout << "构造出来的字符串s14：" << s14 << endl;return 0;
}

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7）string(size_t n,char c); // 创建一个由n个字符c组成的string对象。
🖲例如：

int main()
{string s12(8, 'x');cout << "s12=" << s12 << endl; // 将输出s12=xxxxxxxxcout << "s12.capacity()=" <<s12.capacity() << endl; // s12.capacity()=15cout << "s12.size()=" << s12.size() << endl; // s12.size()=8string s13(30, 0);
cout << "s13=" << s13 << endl; // 将输出s13=cout << "s13.capacity()=" <<s13.capacity() << endl; // s13.capacity()=31cout << "s13.size()=" << s13.size() << endl; // s12.size()=30
}

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析构函数~string()释放内存空间。

二.string特性操作

💬特性函数表格一览:

函数原型解释
size_t max_size() const;返回string对象的最大长度string::npos，此函数意义不大。
size_t capacity() const;返回当前容量，可以存放字符的总数。
size_t length() const;返回容器中数据的大小（字符串语义）。
size_t size() const;返回容器中数据的大小（容器语义）。
bool empty() const;判断容器是否为空。
void clear();清空容器，清空后，size()将返回0。
void shrink_to_fit();将容器的容量降到实际大小（需要重新分配内存）。
void reserve( size_t size=0);将容器的容量设置为至少size。
void resize(size_t len,char c=0);把容器的实际大小置为len，如果len<实际大小，会截断多出的部分；如果len>实际大小，就用字符c填充。resize()后，length()和size()将返回len。

三.字符操作

💬表格一览：

函数原型解释
char& operator[](int n);通过[]方式取字符，通过[]访问元素，如果越界，不抛异常，程序直接挂掉
char& at(int n);通过at方法获取字符，如果越界，会抛异常
const char *c_str() const;返回容器中动态数组的首地址，语义：寻找以null结尾的字符串。
const char *data() const;返回容器中动态数组的首地址，语义：只关心容器中的数据。
int copy(char *s, int n, int pos = 0) const;把当前容器中的内容，从pos开始的n个字节拷贝到s中，返回实际拷贝的数目。
具体使用方法：
#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{string s = "hello world";for (int i = 0; i < s.size(); i++){cout << s[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < s.size(); i++){cout << s.at(i) << " ";}cout << endl;
}

关于[]和at异常的问题：
char& operator[](int n);函数

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{string s = "hello world";try{cout << s[100] << endl;}catch (out_of_range &ex){cout << ex.what() << endl;}
}

char& at(int n);函数

#include <iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{string s = "hello world";try{cout << s.at(100) << endl;}catch (out_of_range &ex){cout << ex.what() << endl;cout << "at越界" << endl;}
}

四.赋值操作

给已存在的容器赋值，将覆盖容器中原有的内容。
💬表格一览：

函数原型解释
string& operator=(const char* s);C语言风格字符串赋值给当前的string对象
string& operator=(const string&s);把string对象s赋给当前的string对象
string& operator=(char c);字符c赋值给当前的string对象
string& assign(const char *s);将C语言风格字符串s赋给当前的string对象
string &assign(const char *s,size_t n);把C语言风格字符串s的前n个字符赋给当前的string对象
string& assign(const string& str);把string对象str赋给当前的string对象
string& assign(size_t n,char c);用n个字符c赋给当前的string对象
string& assign(const string &str,size_t pos=0,size_t n=npos);将当前的string对象赋值为str从位置pos(缺省值为0,默认为首部)开始到n(缺省值npos，即默认为结尾)

五.拼接操作

把内容追加到已存在容器的后面。
表格一览：

函数原型解释
string& operator+=(const string& str);重载+=操作符，将string对象str连接到当前string对象后。
string& operator+=(const char* s)重载+=操作符，将C语言风格字符串s连接到当前string对象后。
string& operator+=(const char c);重载+=操作符，将字符c连接到当前string对象后。
string& append(const char *s);把C语言风格字符串s连接到当前string对象结尾。
string &append(const char *s,size_t n);把C语言风格字符串s的前n个字符连接到当前string对象结尾。
string& append(const string&str);将string对象str连接到当前string对象后。
string& append(const string& s, int pos, int n);把string对象s中从pos开始的n个字符连接到当前string对象结尾。
string &append(size_t n,char c);在当前string容器结尾添加n个字符c。

六.交换操作

💬表格一览：

函数原型解释
void swap(string &str);把当前容器与str交换。
如果数据量很小，交换的是动态数组中的内容，如果数据量比较大，交换的是动态数组的地址。

七.string截取操作(子容器)

💬表格一览：
substr函数参数pos的缺省参数默认为0，即首部，参数n缺省参数默认为npos，即尾部。

函数原型(substr)解释
string substr(size_t pos = 0,size_t n = npos) const;返回pos开始的n个字节组成的子容器。

八.string的比较操作

表格一览：
compare函数在>时返回 1，<时返回 -1，==时返回 0。比较区分大小写，比较时参考字典顺序，排越前面的越小。大写的A比小写的a小。

函数原型解释
bool operator==(const string &str1,const string &str2) const;比较两个字符串是否相等
int compare(const string& str) const;当前字符串与字符串str比较
int compare(size_t pos, size_t n,const string& str) const;比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与str的大小
int compare(size_t pos, size_t n,const string &str,size_t pos2,size_t n2)const;比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与str中pos2开始的n2个字符组成的字符串的大小
int compare(const char *s) const;当前字符串与C语言风格字符串s比较
int compare(size_t pos, size_t n,const char *s) const;比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与C语言风格字符串s的大小
int compare(size_t pos, size_t n,const char *s, size_t pos2) const;比较当前字符串从pos开始的n个字符组成的字符串与C语言风格字符串s中从pos2位置开始的n个字符组成的字符串的大小

九.string的查找替换

💬find函数表格一览：
find函数参数pos的缺省值是0，即默认从头开始查找。

函数原型 (find)解释
size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const;查找str第一次出现位置,从pos位置开始查找。
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;查找C语言风格字符串s第一次出现位置,从pos开始查找。
size_t find(const char* s, size_t pos, size_t n) const;从pos位置开始查找字符串s的前n个字符第一次出现的位置
size_t find(char c, size_t pos = 0) const;查找字符c第一次出现位置。

💬rfind函数表格一览：
rfind函数参数pos缺省参数为npos，即默认从尾部开始查找。

函数原型解释
size_t rfind(const string& str, size_t pos = npos) const;查找str第一次出现的位置,从pos位置开始查找
size_t rfind(const char* s, size_t pos = npos) const;查找C语言风格字符串s第一次出现位置,从pos位置开始查找
size_t rfind(const char* s, size_t pos, size_t n) const;从pos位置开始查找C语言风格字符串s的前n个字符第一次出现位置
int rfind(const char c, int pos = 0) const;查找字符c第一次出现的位置

十.string的替换

💬replace函数表格一览：

函数原型(replace)解释
string& replace(size_t pos, size_t len, const string& str);从pos位置开始len长度的内容被替换为字符串str
string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s);从pos开始len长度的内容被替换为C语言风格字符串s。
string& replace(size_t pos, size_t len, const string& str, size_t subpos, size_t sublen = npos);从pos位置开始len长度的内容被替换为string对象str从位置subpos到sublen的内容。
string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n);从pos位置开始len长度的内容被替换为C语言风格字符串s前n个字符大小的内容。
string& replace(size_t pos, size_t len, size_t n, char c);从pos位置开始len长度的内容被n个字符c替换。

十一.string插入操作(insert)

💬insert函数一览：

函数原型解释
string& insert(size_t pos, const char* s);在pos位置插入C语言风格字符串s
string& insert(size_t pos, const char* s, size_t n);在pos位置插入C语言风格字符串s前n个字符大小的内容。
string& insert(size_t pos, const string& str);在pos位置插入str
string& insert(size_t pos, const string& str, size_t subpos, size_t sublen = npos);在pos位置插入string对象str从位置subpos到位置sublen大小的内容
string& insert(size_t pos, size_t n, char c);在pos位置插入n个字符c

十二.string删除操作(erase)

💬erase函数一览：

函数原型解释
string& erase(int pos, int n = npos);删除从pos开始的n个字符

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