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六、STL简介
(一)什么是STL
(二)STL的版本
(三)STL六大组件
七、string
(一)标准库中的string 1、string类
2、string常用的接口
1)string类对象的常见构造 2)string类对象的容量操作
3)string类对象的访问及遍历操作
4)string类对象的修改操作
5)string类非成…
目录
六、STL简介
(一)什么是STL
(二)STL的版本
(三)STL六大组件
七、string
(一)标准库中的string 1、string类
2、string常用的接口
1)string类对象的常见构造 2)string类对象的容量操作
3)string类对象的访问及遍历操作
4)string类对象的修改操作
5)string类非成员函数
(二)string模拟实现 1、浅拷贝
2、深拷贝
3、实现 六、STL简介 (一)什么是STL 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 。 (二)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。 (三)STL六大组件 学习STL的三个境界能用明理能扩展 。 七、string
string严格来说不是STL而是标准库。
(一)标准库中的string 1、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。 2、string常用的接口
1)string类对象的常见构造 以下是常用的构造方式 string s1;string s2(123);string s3 123;string s4(s3); 2)string类对象的容量操作
函数名称作用size返回字符串有效长度length返回字符串有效长度capacity返回空间总大小empty若字符串为空返回true不为空返回falseclear清空有效字符reserve预留空间resize将字符串大小改为n
#includestring
int main()
{string s C;cout s endl;cout s.size(): s.size() endl;cout s.length(): s.length() endl;cout s.capacity():s.capacity() endl;cout s.empty():s.empty() endl;cout ----------------------------------------------------- endl;s.resize(6);cout s.size(): s.size() endl;cout s.capacity(): s.capacity() endl;cout ----------------------------------------------------- endl;s.reserve(16);cout s.capacity(): s.capacity() endl;cout ----------------------------------------------------- endl;s.clear();cout s.empty(): s.empty() endl;return 0;
} string 容量相关方法使用代码演示 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_arg0) 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 。 3)string类对象的访问及遍历操作 函数名称作用operator[] 返回 pos 位置的字符 const string 类对象调用 beginend返回首元素地址返回最后一个元素的下一个位置的地址rbeginrend返回最后一个元素的地址返回第一个元素的前一个位置地址范围forfor的新遍历方式(C11) string s asdfghjkl;string::iterator it s.begin();while (it ! s.end()){cout *it ;it;}cout endl;
这就是正向迭代器其中string::iterator也可以用auto string s asdfghjkl;auto it s.begin();while (it ! s.end()){cout *it ;it;}cout endl; 还有反向迭代器 string s asdfghjkl;auto it s.rbegin();while (it ! s.rend()){cout *it ;it;}cout endl;
范围for(原理编译器会将范围for变成迭代器) string s asdfghjkl;for (auto a : s){cout a;}cout endl;4)string类对象的修改操作
函数名称作用push_back在字符串尾部添加字符append在字符串后面追加一个字符串operator在字符串后面追加字符串strc_str返回C格式的字符串findnpos 从字符串pos位置开始往后找字符返回该字符在字符串中的位置 rfind 从字符串pos位置开始往前找字符返回该字符在字符串中的位置 substr 在str中从pos位置开始截取n个字符然后将其返回 insert插入字符或字符串erase删除字符或字符串
int main()
{string s hello ;cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;s.push_back(w);cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;s orld;cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;s.append( /C);cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;cout s.find(h) endl;cout ------------------------------------------------ endl;cout s.substr(2, 5) endl;cout ------------------------------------------------ endl;s.insert(0,1,);s.insert(s.begin(), );cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;s.erase(0, 2);cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;return 0;
} 注意我们在文档时substr是有缺省值的 当我们不给截多少字符的时候会给npos值那么npos值是多少呢 是-1吗
文档中npos的类型是size_t这是无符号整形也就是说这里的-1并不真的是而是42亿
到现在为止我们并没有遇到过这么大的长度所以可以理解为截到字符串结束
还有值得注意的是insert 在插入一个字符的时候我们需要传三个参数或者传迭代器也就是(6) s.insert(0,1,); //(5)s.insert(s.begin(), ); //(6) 当erasr没有第二个参数时默认为删除到字符串最后
5)string类非成员函数
函数名称作用operator字符串添加不改变原来的字符串operator输入运算符重载operator输出运算符重载getline获取一行字符串relational operators比较大小
#includestring
int main()
{string s hello ;cout s endl;cout ------------------------------------------------ endl;string s2 s C;cout s endl;cout s2 endl;cout ------------------------------------------------ endl;string s4;getline(cin, s4);cout s4 endl;cout ------------------------------------------------ endl;return 0;
} getline主要是解决cin遇到空格就停止读取的问题
这些是比较常见的string接口当然还有很多接口 具体介绍大家可以看看官网 https://cplusplus.com/
(二)string模拟实现 1、浅拷贝
下面代码是有问题的
class String
{
public:
/*String():_str(new char[1]){*_str \0;}*///String(const char* str \0) 错误示范//String(const char* str nullptr) 错误示范String(const char* str ){// 构造String类对象时如果传递nullptr指针可以认为程序非if (nullptr str){assert(false);return;}_str new char[strlen(str) 1];strcpy(_str, str);}~String(){if (_str){delete[] _str;_str nullptr;}}
private:char* _str;
};
// 测试
void TestString()
{String s1(hello bit!!!);String s2(s1);
} 说明上述 String 类没有显式定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载此时编译器会合成默认的当用 s1 构 造 s2 时编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是 s1 、 s2 共用同一块内存空间在释放时同一块 空间被释放多次而引起程序崩溃 这种拷贝方式称为浅拷贝。 浅拷贝也称位拷贝编译器只是将对象中的值拷贝过来 。如果 对象中管理资源 最后就会 导致多个对象共 享同一份资源当一个对象销毁时就会将该资源释放掉而此时另一些对象不知道该资源已经被释放以为 还有效所以当继续对资源进项操作时就会发生发生了访问违规 。 可以采用深拷贝解决浅拷贝问题即 每个对象都有一份独立的资源不要和其他对象共享 。 2、深拷贝 如果一个类中涉及到资源的管理其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。 3、实现
代码仅供参考
class string
{friend ostream operator(ostream out, const string s);friend istream operator(istream in, string s);
public:typedef char* iterator;string(const char* str ):_size(strlen(str)),_capacity(_size){_str new char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}string(const string s){char* tmp new char[_capacity 1];strcpy(tmp, s._str);_str tmp;_size s._size;_capacity s._capacity;}~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str _size;}const iterator begin()const{return _str;}const iterator end()const{return _str _size;}void reserve(size_t n){if(n_capacity){char* tmp new char[n1];strcpy(tmp,_str);delete[] _str;_str tmp;_capacity n;}}void push_back(char c){if (_size _capacity){reserve(_capacity 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] c;_size;_str[_size] \0;}string operator(char c){push_back(c);return *this;}void append(const char* str){size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){reserve( _size len );}strcpy(_str _size, str);_size len;}string operator(const char* str){append(str);return *this;}void clear(){_str[0] \0;_size 0;}void swap(string s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}string substr(size_t pos,size_t len npos){string s;int a pos;if (len npos || len _size){len _size - pos;s.reserve(len);for (int i pos; i _size; i){s _str[i];}}else{s.reserve(len);for (int i pos; i pos len; i){s _str[i];}}return s;}string insert(size_t pos,size_t len,char c){assert(pos _size);if (_size len _capacity){reserve(_size len);}int a _size;while (a (int)pos){_str[a len] _str[a];a--;}int i pos;while (i poslen){_str[i] c;i;}_size;return *this;}string insert(size_t pos, const char* str){int len strlen(str);assert(pos _size);if (_size len _capacity){reserve(_size len);}int a _size;while (a (int)pos){_str[a len] _str[a];a--;}int i pos;int j 0;while (i pos len){_str[i] str[j];i;j;}_size len;return *this;}size_t size()const{return _size;}size_t capacity()const{return _capacity;}const char*c_str()const{return _str;}bool empty()const{return _size 0;}void resize(size_t n, char c \0){if (n _size){_str[n] \0;_size n;}if (n _size){reserve(n);while (_size n){_str[_size] c;_size;}_str[_size] \0;}}char operator[](size_t index){assert(index _size);return _str[index];}const char operator[](size_t index)const{assert(index _size);return _str[index];}bool operator(const string s){int num1 0;int count 0;while (num1_size num1 s._size){if (_str[num1] s._str[num1])return false;if (_str[num1] s._str[num1])count;num1;}if (s._str[num1] ! \0)return true;if (count 0)return false;return true;}bool operator(const string s){int num1 0;while (num1 _size num1 s._size){if (_str[num1] ! s._str[num1]){return false;}num1;}if (s._str[num1] ! \0||_str[num1]!\0)return false;return true;}bool operator(const string s){return *this s || *this s;}bool operator(const string s){return !(*this s);}bool operator(const string s){return *this s || *this s;}bool operator!(const string s){return !(*this s);}// 返回c在string中第一次出现的位置size_t find(char c, size_t pos 0) const{int a pos;while (a _size){if (_str[a] c)return a;a;}return -1;}// 返回子串s在string中第一次出现的位置size_t find(const char* s, size_t pos 0) const{int a pos;int i 0;while (a _size){int j a;while (_str[j] s[i]){i;j;if (s[i] \0)return a;}i 0;a;}}// 删除pos位置上的元素string erase(size_t pos, size_t len){if (len _size){_str[pos] \0;_size pos;return *this;}int a pos;while (alen _size){_str[a] _str[a len];a;}_size - len;return *this;}const static size_t npos;
private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};
const size_t string::npos -1;
ostream operator(ostream out, const string s)
{for (auto a : s){cout a;}return cout;
}
istream operator(istream in, string s)
{s.clear();char ch;ch in.get();while (ch!\n){s ch;ch in.get();}return in;
}
