C++初阶：初识STL、String类接口详细讲解（万字解析）

上次介绍完了模版和泛型编程：C++初阶：入门泛型编程（函数模板和类模板）

今天开始stl的内容了

文章目录

• 1.STL介绍
• • 1.1概念（标准模板库）
  • 1.2版本问题（主流有4个）
  • 1.3 STL六大组件
  • 2.string类的基本介绍
  • 3. string类对象的构造(构造函数)
  • 4.访问及遍历操作
  • • 4.1operator[ ] （[ ]加下标）
    • 4.2基于范围for
    • 4.3使用迭代器(最推荐使用)
    • 5.string的迭代器（Iterator）
    • • 5.1介绍
      • 5.2 begin（）和end（）（正向和常正向）
      • 5.3rbegin（）和rend（）（反向和常反向）
      • 6.string类对象的容量操作
      • • 6.1size和length
        • 6.2capacity
        • 6.3 reserve和rsize
        • 7.string类对象的修改操作(+=，insert，erase)
        • • 7.1重载的+=（最常用的尾插）
          • 7.2insert（效率不是很好）
          • 7.3 erase(任意位置删除)
          • 补充：npos
          • 8.String operations函数（find，rfind，substr）
          • • 8.1find
            • 8.2rfind
            • 8.3substr（截取字符串）

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              1.STL介绍

              1.1概念（标准模板库）

              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版本问题（主流有4个）

              • 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

              • 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。后面学习STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本

                1.3 STL六大组件

                1. 容器（Containers）：STL提供了多种容器，包括数组（vector）、链表（list）、双端队列（deque）、集合（set）、映射（map）等。这些容器提供了不同的数据结构，以满足各种不同的需求。
                2. 算法（Algorithms）：STL包含了大量的常用算法，如排序、查找、遍历等，这些算法可以用于各种容器，使得对数据的处理变得非常方便。
                3. 迭代器（Iterators）：迭代器是STL中用于遍历容器中元素的工具，它提供了一种统一的访问容器元素的方式，使得算法能够适用于不同类型的容器。
                4. 仿函数（Functors）：仿函数是一种类对象，它重载了函数调用操作符()，使得可以像函数一样调用这个类对象。STL中的很多算法都可以接受仿函数作为参数，以实现更加灵活的功能。
                5. 适配器（Adapters）：STL提供了一些适配器，如栈（stack）、队列（queue）、优先队列（priority_queue），它们是基于其他容器实现的高层次数据结构，提供了特定的操作接口。
                6. 分配器（Allocators）：分配器用于管理内存分配和释放，STL提供了一些标准的分配器，同时也允许用户定义自己的分配器，以满足特定的内存管理需求。

                

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                2.string类的基本介绍

                在 C 语言中，字符串是以 null 结尾的字符数组，需要手动管理内存和处理字符串操作。string.h 头文件提供了一系列库函数，如 strlen、strcpy、strcat 等，用于对字符串进行操作。但是这些函数的确与字符串是分离的，需要手动管理内存，容易出现越界访问等问题。

                而在 C++ 标准库中，提供了 std::string 类，它封装了字符串的操作，提供了丰富的成员函数和运算符重载，使得字符串的操作更加方便和安全。std::string 类封装了字符串数据和长度，隐藏了内存管理的细节，提供了自动扩容、内存管理、异常安全性等功能，大大简化了字符串的操作

                总结：

                • string是表示字符串的字符串类

                • 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

                  实际上，std::string 是 C++ 标准库中的一部分，而 STL（标准模板库）是 C++ 标准库的子集，但是由于它和其他 STL 容器（如 std::vector、std::list）有着相似的使用方式，因此可以将其放在一起学习和使用（出现了.length()和.size()计算长度的原因，一个是自带的，一个是为了与其他容器相配）

                • string在底层实际是：basic_string模板类的别名 typedef basic_string string，是 basic_string 类模板使用字符类型 char 实例化得到的一个类

                  

                • 我们使用string进行实例化时不用显示实例化，因为本身就是basic_string

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                  3. string类对象的构造(构造函数)

                  

                  构造函数名称	功能说明
                  string()	构造空的string类对象，即空字符串
                  string(const char* s)	用 C 风格的字符串（以 null 结尾的字符数组）来构造string类对象
                  string(size_t n, char c)	string类对象中包含n个字符c
                  string(const string& s)	拷贝构造函数

                  #include
                  using namespace std;
                  int main()
                  {
                  	string s1;
                  	string s2("abcd");
                  	string s3(5, 'c');
                  	string s4(s2);
                  	cout