【C++STL基础入门】string类的基础使用

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前言

本系列文章使用VS2022，C++20版本

STL（Standard Template Library）是C++的一个强大工具集，其中的string类是STL中一个常用的容器。本文将介绍string类的基本使用方法。

一、STL使用概述

在STL中，我们的每一个容器/string字符串等都是使用面向对象技术来实现的，我们只需要调用里面的函数即可完成任务。在使用过程中，我们需要using namespace std;这个才可以使用，然后添加对应的头文件。 比如像下面这个：

#include <string>
using namespace std;

如果你不想加下面这个，你可以这样写：

#include <string>

std::XXXXXX

XXXXX代表我们的类名，需要在前面加上std::

二、string类概述

tring类是STL中用于处理字符串的容器，提供了许多对字符串进行操作的方法，例如插入、删除、查找、替换等。它的特点在于可以动态地调整字符串的长度，而且内部实现了在内存中存储字符串的机制，屏蔽了底层细节。

1.string类的构造函数

1. 无参构造string()
2. string( size_type length, char ch );指定长度ch构造
3. string( const char *str );字符串初始化构造
4. string( const char *str, size_type length );str前几个进行构造
5. string( string &str, size_type index, size_type length );str中间几个构造
6. string(const string& str);拷贝构造

string输出

1.直接使用<<输出string就行了 2.使用c_str()函数返回const char *再输出

示例代码

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
  // 1. 无参构造string()
  std::string str1;
  std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;

  // 2. string(size_type length, char ch);指定长度ch构造
  std::string str2(5, 'A');
  std::cout << "str2: " << str2 << std::endl;

  // 3. string(const char *str);字符串初始化构造
  const char* cstr = "Hello, STL!";
  std::string str3(cstr);
  std::cout << "str3: " << str3 << std::endl;

  // 4. string(const char *str, size_type length);str前几个进行构造
  std::string str4(cstr, 5);
  std::cout << "str4: " << str4 << std::endl;

  // 5. string(string &str, size_type index, size_type length);str中间几个构造
  std::string str5(str3, 7, 3);
  std::cout << "str5: " << str5 << std::endl;

  // 6. string(const string& str);拷贝构造
  std::string str6(str3);
  std::cout << "str6: " << str6 << std::endl;

  return 0;
}

输出结果：

str1: str2: AAAAA str3: Hello, STL! str4: Hello str5: STL str6: Hello, STL!

2.string类属性

属性是什么

当我们谈论字符串时，可以将其视为一个字符序列。string类是C++中提供的用于操作字符串的类。它具有许多属性（也称为成员变量或数据成员），这些属性可以让我们更轻松地操作和管理字符串数据。

属性API

1. capacity();函数返回一个整数，表示为字符串分配的内存空间的大小，即字符串对象的容量。它指的是当前字符串对象可以容纳的字符数的上限。通常情况下，容量大于或等于字符串的长度。该函数没有参数。
2. reserve();函数用于预留字符串的内存空间，以便容纳指定数量的字符。它可以用来提前分配足够的内存，以避免频繁的内存重分配。 这个函数接受一个整数参数，表示要预留的新容量。
3. length();函数用于预留字符串的内存空间，以便容纳指定数量的字符。它可以用来提前分配足够的内存，以避免频繁的内存重分配。 这个函数接受一个整数参数，表示要预留的新容量。
4. size()函数返回一个整数，表示字符串的长度，即字符串中包含的字符的数量。与之类似的，length()函数也返回字符串的长度。这两个函数是等价的，可以根据个人的偏好来选择使用。
5. resize()：重新设置字符个数
6. max_size()表示字符串对象可以达到的最大长度。这个值是由编译器和系统环境决定的。

示例代码

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello World";

    // capacity()
    std::cout << "Capacity: " << str.capacity() << std::endl;

    // reserve()
    str.reserve(20);
    std::cout << "Capacity after reserve: " << str.capacity() << std::endl;

    // length() or size()
    std::cout << "Length: " << str.length() << std::endl;
    std::cout << "Size: " << str.size() << std::endl;

    // resize()
    str.resize(8);
    std::cout << "After resize: " << str << std::endl;

    return 0;
}

输出：

Capacity: 11
Capacity after reserve: 30
Length: 11
Size: 11
After resize: Hello Wo

3.输出

输出全部

1、使用<<运算符输出 2、使用函数c_str()返回const char *，然后打印

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello, World!";

    // 使用 << 运算符输出
    std::cout << "Output using << operator: " << str << std::endl;

    // 使用 c_str() 函数返回 const char *
    const char* cstr = str.c_str();
    std::cout << "Output using c_str() function: " << cstr << std::endl;

    return 0;
}

输出结果:

Output using << operator: Hello, World!
Output using c_str() function: Hello, World!

输出单个字符

1、使用at(index)函数指定返回的字符，越界throw(out_of_range) 2、使用下标运算符[index]指定字符

示例代码：

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello World";

    // 使用 at(index) 函数
    try {
        char ch = str.at(4);  // 获取索引为4的字符
        std::cout << "Character at index 4: " << ch << std::endl;

        // 越界访问
        char outOfRangeChar = str.at(20);  // 索引超出字符串长度，会抛出 std::out_of_range 异常
        std::cout << "Character at index 20: " << outOfRangeChar << std::endl;
    } catch (const std::out_of_range& e) {
        std::cerr << "Exception: " << e.what() << std::endl;
    }

    // 使用下标运算符 [index]
    char ch = str[2];  // 获取索引为2的字符
    std::cout << "Character at index 2: " << ch << std::endl;

    return 0;
}

输出结果:

Character at index 4: o
Exception: basic_string::at: __n (which is 20) >= this->size() (which is 11)
Character at index 2: l

总结

STL中的string类是一个强大且常用的容器，它提供了丰富的操作方法用于处理字符串。通过采用面向对象的方式实现，STL封装了底层的实现细节，提供了高效和便利的字符串操作接口。面向对象实现的好处包括封装性、可复用性和继承多态等，使得string类在实际应用中更加灵活和扩展性强。掌握STL的string类基础是C++开发的重要一步，通过深入理解其使用方法和面向对象的实现方式，可以更加高效地处理和操作字符串。