【C++】string
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C++专栏：C++程序设计
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一、标准库中的string类
1、string类
C语言中，字符串是以'\0'结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。
在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;
#include <string> using namespace std;2、string的构造方法
string一共有5种构造方法。string()无参构造，初始化为空串string(const string& str) 用str拷贝构造string(size_t n,char c)用n个字符c初始化string(const char* s,size_t n)用字符串s的前n个字符初始化string(const string& str,size_t pos,size_t len=npos)将字符串str，从下标pos位置开始，选取长度为len个的字符，来初始化注：上面的缺省值npos，定义为：size_t npos=-1. npos为最大值，表示不传参数时，会用str中pos位置开始后的所有字符来初始化
二、string的遍历
1、auto和范围for（C++11支持）
补充auto的相关语法：
1、在早期C/C++中auto的含义是：使用auto修饰的变量，是具有自动存储器的局部变量，后来这个不重要了。C++11中，标准委员会变废为宝赋予了auto全新的含义即：auto不再是一个存储类型指示符，而是作为一个新的类型指示符来指示编译器，auto声明的变量必须由编译器在编译时期推导而得。
2、用auto声明指针类型时，用auto和auto*没有任何区别，但用auto声明引用类型时则必须加&；当在同一行声明多个变量时，这些变量必须是相同的类型，否则编译器将会报错，因为编译器实际只对第一个类型进行推导，然后用推导出来的类型定义其他变量。
3、auto不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用
4、auto不能直接用来声明数组 5、auto的用武之地
范围for： 对于一个有范围的集合而言，由程序员来说明循环的范围是多余的，有时候还会容易犯错误。因此C++11中引入了基于范围的for循环。for循环后的括号由冒号“ ：”分为两部分：第一部分是范围内用于迭代的变量，第二部分则表示被迭代的范围，自动迭代，自动取数据，自动判断结束。范围for可以作用到数组和容器对象上进行遍历。
2、迭代器(iterator)
- string 中的迭代器主要分为正向迭代器和反向迭代器，其中又可以细分为 const 和 非const类型的，共计四种。
- const迭代器仅定义方式与非const不同，且在循环内部不能对元素进行修改，其余的都相同
begin+end | begin获取第一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器('\0') |
rbegin+rend | rend获取第一个字符的前一个位置迭代器 + rbegin获取最后一个字符下一个位置的迭代器 |
正向迭代器
非constconst
反向迭代器
非constconst
3、operator[]
通过索引访问类中的字符数据
三、string容量
1、length和size
返回字符串中有效字符的长度size()与length()方法底层实现原理完全相同，二者没有本质的区别，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、capacity
返回字符串存储有效字符的空间大小（不包含'\0'）capacity的扩容机制
capacity()在不同平台上的扩容方式不同。先展示Windows下capacity的扩容过程。
在Windows系统上，使用Visual Studio 2022编译器时，容器的capacity首次扩容遵循二倍增长策略（例如，从16扩展到32），而随后的扩容则调整为1.5倍增长。
相比之下，在Linux系统上，当采用g++ 4.8编译器且演示代码保持完全一致的情况下，容器的初始capacity被设置为1，并且无论是首次还是后续的扩容操作，均严格遵循二倍增长模式。
3、reserve
用于预分配足够的内存空间以容纳指定数量的字符。这个函数不会改变字符串的内容或长度，但它可以影响字符串的capacity
reserve()函数在字符串管理中的主要作用是预分配足够的内存空间，以减少因后续操作（如添加字符）导致的频繁扩容，从而提升性能。这一功能在不同平台上可能因标准库实现的具体细节而有所差异。
在Visual Studio环境下，当传入的参数n大于字符串当前的容量时，reserve()函数会确保字符串的容量增加至至少n个字符或更大。如果n小于或等于当前容量，调用reserve(n)通常不会有任何效果，因为字符串已经有足够的空间来存储n个字符。
在Linux平台上，使用g++等编译器时，reserve()函数的行为通常与Visual Studio相似。当n大于当前容量时，它会将字符串的容量调整为至少n个字符。然而，与Visual Studio不同的是，在Linux平台上，如果n小于或等于当前容量，字符串的容量将会缩减（至少为size）。
四、string修改
1、push_back
void push_back (char c);在字符串的末尾添加一个字符
2、append
string& append (const string& str);在字符串的末尾添加另一个字符串的内容
3、operator+=
string& operator+= (const string& str);将右侧字符串的内容追加到左侧字符串的末尾
4、insert
string& insert (size_t pos, const string& str);在字符串的指定位置插入另一个字符串的内容
5、erase
string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);从字符串中删除字符
6、find
size_t find (const string& str, size_t pos = 0)在string中查找字符并返回指定字符串的下标（如果找不到则会返回-1）