【C++】STL篇 string类（使用）
string的学习会分为两个大步骤，第一步就是会使用string，第二部是模拟实现string。这篇文章我们介绍一下string类以及它的使用。string大概有一百多个接口，我们需要重点掌握的就十几二十个。string其实就是字符串，严格来说string类是一个管理字符串的类，它就是一个字符顺序表。
1.标准库中的string类
下面是string类的文档介绍。
cplusplus.com/reference/string/string/?kw=string
https://cplusplus.com/reference/string/string/?kw=string
string其实是typedef出来的，原型是basic_string<char>，除了char类型其实还有其他的，只是不常用，了解一下即可。
2.string类的常用接口说明
2.1 string类对象的常见构造
文档里C++98就提供了7种构造函数接口，重点有三个。
我们现在把这三种方式使用一下。
#include <iostream>
#include <string> //头文件
using namespace std;
int main()
{string s1; //默认构造string s2("111111"); //带参构造string s3(s2); //拷贝构造return 0;
}string是重载了流插入和流提取的，所以是可以直接用的。
string s1; //默认构造
string s2("111111"); //带参构造
string s3(s2); //拷贝构造cout << s2 << endl; //流提取
cout << s3 << endl;cin >> s1; //流插入
cout << s1 << endl;
输入中文也可以。
2.2 其他构造函数（简单介绍）
来看（3）string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos); 它可以算是拷贝构造（2）的一个变型，和（2）对比着来看，（2）是全部拷贝，（3）就是拷贝一部分。
从pos这个位置开始，拷贝len的长度过去。
string s4("hello world");
cout << s4 << endl;
//从下标是6的位置（w），拷贝5个字符
string s5(s4, 6, 5);
cout << s5 << endl;
如果len比剩余字符大，不会报错，会默认拷贝到字符串结束 。
不传第三个参数，也是默认拷贝到字符串结束 。
我们可以点进这个npos看一下是什么。
这里想表达的意思就是，字符串有多长取多长。
来看（5）string (const char* s, size_t n); 它其实可以看成（4）的变形。
取字符串s的前n个初始化。
//取hello world的前6个字符初始化
string s6("hello world", 6);
cout << s6 << endl;
来看（6）string (size_t n, char c);
取n个c字符初始化。
string s7(3, 'a');
cout << s7 << endl;
（7）
2.3 析构函数
string类里的析构函数是自动调用的，我们不需要管。
2.4 string类对象的容量操作
有星号的为重点。
2.4.1 size和length
size和length返回字符串有效字符长度，它们两个基本没什么区别。那为什么同样的东西有两个？这就跟C++的发展历史有关了，感兴趣的可以去了解一下，这里就不多说了。
//获取长度
string s8("hello world");
cout << s8.length() << endl;
cout << s8.size() << endl;
我们以后经常用到的是size。
2.4.2 capacity
我们前面写的数据结构都了解过capacity的含义，所以在这里capacity也很好理解，就是容量。
这里我们可以了解一下vs编译器下如何扩容，看下面一段代码。
void TestPushBack()
{string s;size_t sz = s.capacity(); //保存之前容量cout << "capacity changed: " << sz << '\n';cout << "making s grow:\n";for (int i = 0; i < 100; ++i){s.push_back('c');if (sz != s.capacity()) //capacity变化了，打印一下之前的容量大小{sz = s.capacity();cout << "capacity changed: " << sz << '\n';}}
}int main()
{TestPushBack();return 0;
}
初始空间大小是15，第一次扩容，是2倍扩，从16到32，后面就是1.5倍扩。
vs下做了特殊处理，对小于16个空间时，vs把内容存到了一个_Buf里，这个buff也并不在堆上，大于16字节之后，_Buf就废弃了，vs重新在堆上开辟一块空间存数据。所以第一次扩容是二倍扩就是因为数据从一个地方到了另一个空间，后面就都是1.5倍扩容，所以整体来看，vs下的扩容是1.5倍扩。这是vs自己的设计，不同编译器的扩容不同。了解一下即可。
2.4.3 reserve和resize
频繁的扩容其实是不好的，扩容也是一种消耗。解决方法就是用reserve和resize。常用的是reverse。
reserve支持我们给一个n，提前开好空间。这里的规定就是，开的空间只能大于等于n，不能少于n。vs下选择开比100大的，别的编译器可能就是刚好开100。
这里开空间是不包含'\0'的，所以实际最少最少开101字节，但是string这个capacity返回的大小都不包含'\0'的。
提前开空间可以减少扩容。
但是reserve还有可能会缩容。这取决于编译器。
文档的意思就是：n大于或等于capacity就行，其他情况（就是小于）下capacity是否会缩小自己，是不一定的。但是capacity一定不会对string的内容和length造成影响。
n<10和n>20是确定的，前者一定不会变，capacity不会缩的小于size，后者一定会变，变成n的大小，现在不确定的就是10<n<20的情况。
在vs上验证一下。
string s1("aaaaaaaaaaaaaaaaaa");
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
然后reserve一个比size（18）小的数。
s1.reserve(17);
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl; 
vs下结果不变。我们再给18到31之间的值。
vs下选择不缩小，不同的编译器处理方式会不同。我们再给比capacity（31）大的值。
vs下结果是一定会扩的大于n。
2.4.4 clear和empty
clear就是把数据清除，有的编译器可能还会把容量也清除了，一般不清容量。
直接上代码演示。
string s1("aaaaaaaaaaaaaaaaaa");
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;s1.clear();
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
empty就是判空，这没啥多说的。
2.5 string类对象的访问及遍历操作
2.5.1 operator[]
有了operator[]我们就可以访问pos位置的字符，就像我们在使用数组。同时也方便我们对其修改。
string s7(10, 'x');
cout << s7 << endl;//访问下标为5的字符，并且修改它
s7[5] = 'b';
cout << s7 << endl;
数组的越界C++的检查是不确定的，有了operator[]，如果我们越界访问，是一定会被检查出来的。
string s7(10, 'x');
cout << s7 << endl;//越界访问
s7[11] = 'b';
cout << s7 << endl;
有了[]的重载，我们就可以配合size对这个字符串进行遍历。
//下标+[]的遍历方式
string s8("hello world");
for (int i = 0; i < s8.size(); i++)
{cout << s8[i] << " ";
}
cout << endl;
2.5.2 迭代器 begin+end
除了上面这种下标+[]的遍历方式，string还支持迭代器的方式进行遍历。迭代器是我们前面提到过的STL六大组件其中一个，可以用来遍历和访问容器。先看下面代码，后面会解释。
//迭代器遍历
string s8("hello world");
string::iterator it = s8.begin();
while (it != s8.end())
{cout << *it << " ";++it;
}
cout << endl;
现在来对这几行代码进行一个解释。
迭代器提供了一种通用的访问方式，所有的容器都可以用iterator访问，所有容器都有自己的iterator。begin和end在文档的iterators这个位置。
更详细的介绍自己去文档里看一下，这里就不细说了。
2.5.3 auto和范围for
C++11里面提供的遍历方式，叫范围for，所有容器也都可以用它遍历。先看代码。
//范围for
string s8("hello world");
for (auto ch : s8)
{cout << ch << " ";
}
cout << endl;
现在来解释一下这个范围for和auto。
范围for自动从s8这个容器获取每一个字符，给ch这个变量，ch变量的类型是auto，auto的意思就是自动推导，自动推导ch的类型。当然把auto换成char也可以。
只要类型匹配就行，auto就是自动匹配类型。范围for自动赋值，自动迭代，自动判断结束，它的底层就是迭代器。
这里要注意，范围for改变不影响容器的值。
string s8("hello world");
string::iterator it = s8.begin();
while (it != s8.end())
{*it += 2; //把所有字符加2cout << *it << " ";it++;
}
cout << endl;for (char ch : s8)
{ch -= 2; //还原所有字符cout << ch << " ";
}
cout << endl;
cout << s8 << endl; //s8还原了吗？？
我们一顿操作之后发现，s8在迭代器里改变了，范围for里并没有被还原。
前面说过，范围for底层就是迭代器，范围for部分的代码从迭代器角度理解就相当于我们把*it给给了ch，而ch只是string里面每个字符的拷贝，相当于ch只是一个局部变量，我们只是修改了这个局部变量，并没有修改string里面对应的字符。迭代器为什么可以修改？迭代器可以想象成是一个像指针的东西，*it就是string里的一个字符，直接修改。
如果范围for想修改s8，我们可以引用传参。如下。
for (auto& ch : s8) //引用传参，参数类型自动推导
{ch -= 2; //还原所有字符cout << ch << " ";
}
前面提到的三种遍历方式没特别大的区别，按需使用。
范围for遍历数组是非常方便的，如下。
for (auto a : arr) //不做修改 cout << a << " ";//要修改就引用传参在这里补充2个C++11的小语法，方便我们后面的学习。
·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 。·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 。·auto 不能作为函数的参数，可以做返回值，但是建议谨慎使用。·auto 不能直接用来声明数组。
2.5.4 反向迭代器rbegin
前面说到的迭代器是正向迭代器，string里还有反向迭代器rbegin。
先看一下反向迭代器的使用效果。
//反向迭代器
string::reverse_iterator rit = s8.rbegin();
while (rit != s8.rend())
{cout << *rit << " ";rit++; //这里还是++不是--
}
cout << endl;
来解释一下反向迭代器。 只是简单像下面这样理解。
这里的rit已经不是原生指针了，指针++绝对不会是倒着加。现在我们只需要知道、会用反向迭代器就行。
还有一种情况就是const修饰的string。仔细看迭代器其实给了两种情况，拿begin举例。
普通对象返回普通迭代器，const对象返回const迭代器。const迭代器的特点就是只能读不能写。
const string s9("hello world");
string::const_iterator cit = s9.begin();
while (cit != s9.end())
{cout << *cit << " ";//只读++cit; //自己可以改，s9不可以改
}总结：
迭代器有4种：
iterator （正向迭代器，最常见）
const_iterator （ const正向迭代器）
reverse_iterator （反向迭代器）
const_reverse_iterator （const反向迭代器）
本次分享就到这里，拜拜~
