包装技术支持 东莞网站建设,最新国家大事新闻,wordpress 分类调用,网页设计基础知识选择题Cstring 是C中的字符串。 字符串对象是一种特殊类型的容器#xff0c;专门设计来操作的字符序列。 不像传统的c-strings,只是在数组中的一个字符序列#xff0c;我们称之为字符数组#xff0c;而C字符串对象属于一个类#xff0c;这个类有很多内置的特点#xff0c;在操作… Cstring 是C中的字符串。 字符串对象是一种特殊类型的容器专门设计来操作的字符序列。 不像传统的c-strings,只是在数组中的一个字符序列我们称之为字符数组而C字符串对象属于一个类这个类有很多内置的特点在操作方式更直观另外还有很多有用的成员函数。
目录
1.标准库中的string类
1.1 string类(了解)
1.2 string类的常用接口说明注意下面我只讲解最常用的接口
2. string模拟实现
2.1 经典的string类问题
2.2 浅拷贝
2.3 深拷贝
2.3.1 传统版写法与现代法的String类
2.4 写时拷贝(了解) 1.标准库中的string类
1.1 string类(了解)
在学习string类时查阅文档是很重要的函数接口都有详细介绍下面是C官网上string的参考
string类的文档介绍 字符串是表示字符序列的类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。 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)。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。 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。string在底层实际是basic_string模板类的别名typedef basic_stringchar, char_traits, allocatorstring;不能操作多字节或者变长字符的序列 在使用string类时必须包含#include头文件以及using namespace std;
1.2 string类的常用接口说明注意下面我只讲解最常用的接口
1. string类对象的常见构造
(constructor)函数名称功能说明string() 重点构造空的string类对象即空字符串string(const char* s) 重点用C-string来构造string类对象string(size_t n, char c)string类对象中包含n个字符cstring(const strings) 重点拷贝构造函数
void Teststring()
{string s1; // 构造空的string类对象s1string s2(hello bit); // 用C格式字符串构造string类对象s2string s3(s2); // 拷贝构造s3
}
2. string类对象的容量操作
函数名称功能说明size重点返回字符串有效字符长度length返回字符串有效字符长度capacity返回空间总大小empty 重点检测字符串释放为空串是返回true否则返回falseclear 重点清空有效字符reserve 重点为字符串预留空间**resize 重点将有效字符的个数该成n个多出的空间用字符c填充
注意 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()。clear()只是将string中有效字符清空不改变底层空间大小。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。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 参考
void test_string7()
{string s(hello world);cout s.capacity() endl;//最开始capacity是15 ,后面还有一个\0cout s.size() endl;//11//s.resize(13);//不给实际值会将多出的补\0//cout s endl;//cout s.size() endl;//s.resize(13,x);//原有数据不变后面补xs.resize(20,x);//大于原有的capacity会扩容cout s endl;cout s.size() endl;cout s.capacity() endl;s.resize(5);//小于原有的size,会删除后面的数据cout s endl;cout s.size() endl;cout s.capacity() endl;//at 与 operator[] 类似但at越界只会抛异常【】会断言终止程序//s.at(0);//s[0];
}
3.string类对象的访问及遍历操作
函数名称功能说明operator[] 重 点返回pos位置的字符const string类对象调用begin endbegin获取一个字符的迭代器 end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器rbegin rendbegin获取一个字符的迭代器 end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器范围forC11支持更简洁的范围for的新遍历方式 参考
void test_string2()
{string s1(hello world);string s2 hello world;//先构造再拷贝构造编译器优化为一步构造。//遍历string//读for (size_t i 0; i s1.size(); i){cout s1[i] ;}cout endl;//写 for (size_t i 0; i s1.size(); i){s1[i];}cout s1 endl;//迭代器 行为上像指针string::iterator it s2.begin();//s2.end()是指向有效字符的下一位\0//while(it s2.end()) //这里可以但不建议。因为这里物理空间是连续的链表等不是连续的while (it ! s2.end()){//读cout *it ;it;}cout endl;it s2.begin();while (it ! s2.end()){//写*it a;it;}cout s2 endl;}
4. string类对象的修改操作
函数名称功能说明push_back在字符串后尾插字符cappend在字符串后追加一个字符串operator (重点)在字符串后追加字符串strc_str(重点)返回C格式字符串find npos(重点)从字符串pos位置开始往后找字符c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c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
注意 在string尾部追加字符时s.push_back(c) / s.append(1, c) / s c三种的实现方式差不多一般情况下string类的操作用的比较多操作不仅可以连接单个字符还可以连接字符串。对string操作时如果能够大概预估到放多少字符可以先通过reserve把空间预留好。npos是const静态成员变量, const static size_t npos -1size_t中-1会当作无符号处理就是无符号整形最大值。 void test_string11()
{string s1(test.c.tar.zip);//size_t i s1.find(.);//cout i endl;size_t i s1.rfind(.);cout i endl;string s2 s1.substr(i);//取后面的数据cout s2 endl;string s3(https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/rfind/);//取协议//域名//资源名string sub1, sub2, sub3;size_t i1 s3.find(:);if (i1 ! string::npos)//没有找到,i1 等于静态成员变量nposesub1 s3.substr(0, i1);size_t i2 s3.find(/, i1 3);if (i2 ! string::npos)sub2 s3.substr(i13, i2-i1-3);sub3 s3.substr(i21);cout sub1 endl;cout sub2 endl;cout sub3 endl;
}
5.string类非成员函数
函数功能说明operator尽量少用因为传值返回导致深拷贝效率低operator 重点输入运算符重载operator 重点输出运算符重载getline 重点获取一行字符串relational operators 重点大小比较
上面的几个接口大家了解一下下面的OJ题目中会有一些体现他们的使用。string类中还有一些其他的操作这里不一一列举大家在需要用到时不明白了查文档即可。
6. vs和g下string结构的说明
注意下述结构是在32位平台下进行验证32位平台下指针占4个字节。
vs下string的结构
string总共占28个字节内部结构稍微复杂一点先是有一个联合体联合体用来定义string中字 符串的存储空间
当字符串长度小于16时使用内部固定的字符数组来存放当字符串长度大于等于16时从堆上开辟空间
union _Bxty
{ // storage for small buffer or pointer to larger onevalue_type _Buf[_BUF_SIZE];pointer _Ptr;char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing
} _Bx;
这种设计也是有一定道理的大多数情况下字符串的长度都小于16那string对象创建好之后内 部已经有了16个字符数组的固定空间不需要通过堆创建效率高。
其次还有一个size_t字段保存字符串长度一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量
最后还有一个指针做一些其他事情。
故总共占1644428个字节。 g下string的结构
G下string是通过写时拷贝实现的string对象总共占4个字节内部只包含了一个指针该指针将来指向一块堆空间内部包含了如下字段
空间总大小字符串有效长度引用计数 struct _Rep_base
{size_type _M_length;size_type _M_capacity;_Atomic_word _M_refcount;
}; 指向堆空间的指针用来存储字符串。字符串跟在最后面与柔性数组有些相似。
2. string模拟实现
2.1 经典的string类问题
上面已经对string类进行了简单的介绍大家只要能够正常使用即可。在面试中面试官总喜欢让学生自己来模拟实现string类最主要是实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。大家看下以下string类的实现是否有问题
// 为了和标准库区分此处使用String
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() //这里会出现浅拷贝的错误
{String s1(hello xlh!!!);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。
2.2 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。
就像一个家庭中有两个孩子但父母只买了一份玩具两个孩子愿意一块玩则万事大吉万一不想分享就你争我夺玩具损坏。
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。父母给每个孩子都买一份玩具各自玩各自的就不会有问题了
2.3 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。 2.3.1 传统版写法与现代法的String类
class string{public://构造函数string(const char* str )//后面会有一个\0:_size(strlen(str))//初始化列表按成员声明顺序执行, _capacity(_size),_str(new char[strlen(str)1]){strcpy(_str, str);}void swap(string s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}//拷贝构造函数//传统写法/*string(const string str){_size str._size;_capacity str._capacity;_str new char[_capacity 1];strcpy(_str, str._str);}*/string(const string str):_size(0), _capacity(0),_str(nullptr){string tmp(str._str);//调用构造函数swap(tmp);}//赋值运算符重载//传统写法//string operator(const string str)//{// if(this ! str)// {// /*reserve(str._size);// strcpy(_str, str._str);// _size str._size;// return *this;*/// char* tmp new char[str._capacity 1];// strcpy(tmp, str._str);// delete[] _str;// _str tmp;// _size str._size;// _capacity str._capacity;// return *this;// }//}//现代写法//string operator(const string str)//{// if (this ! str)// {// string tmp(str);//调用拷贝构造// //string tmp(str._str);//也可以调用构造函数// //this-swap(tmp);// swap(tmp);//tmp最后会释放原来this的空间// }// return *this;//}//极致的现代写法string operator(string tmp){swap(tmp);return *this;}//析构函数~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;const static size_t npos;//静态成员变量不走初始化列表静态成员变量不能给缺省值//const 静态 整形 可以//const size_t string::npos -1;//特例
}; 2.4 写时拷贝(了解)
写时拷贝就是一种拖延症是g采用的一种方式是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。
引用计数用来记录资源使用者的个数。在构造时将资源的计数给成1每增加一个对象使用该资源就给计数增加1当某个对象被销毁时先给该计数减1然后再检查是否需要释放资源如果计数为1说明该对象时资源的最后一个使用者将该资源释放否则就不能释放因为还有其他对象在使用该资源。
其他函数的模拟实现可以在看我gitte上看代码链接
本篇结束
