好久没有更新博客了,这段时间一直在忙图像处理的项目,近期空了下来。也是时候整合C++的相关内容,静心感受下编程语言的魅力。和大家共同探讨学习。我将以头文件的形式展开学习,且仅仅讲述相关接口的应用,至于内部详细的实现,鉴于本人水平有限。不敢献丑。经过考虑,决定先从和数据结构相关的头文件開始,由于这些头文件中的内容在OJ里经常要用到。今天要学习的是string头文件。这里的string是C++里的string,而C里的string在C++里仍然保留,头文件名称为cstring。这里不做展开。在此说明:以下的代码都是在VS 2015编译环境下执行。

Some Details

basic_string  

  实际上,string头文件中并不仅仅有string这个类型,这个头文件中最基本的是一个叫basic_string的类模板,这个类模板的声明例如以下:

template < class charT,
class traits = char_traits<charT>,
class Alloc = allocator<charT>
> class basic_string;

  上面的类模板构造有点复杂。我们没有必要深究。仅仅须要知道我们能够在basic_string这个类中自己定义三种类型作为member type即可了。

当中的charT (character type)是最重要的模板參数,它直接说明了字符串中的元素类型,另外两个类型均採用默认參数(以charT为參数构建的类)即可。

  为什么要提basic_string这玩意儿呢。由于string类型正是basic_string的special type,在实际操作中,最常使用的是char类型(字符型)。故仅仅需将上面的charT转换为char便是string类型了。string类型的构造例如以下:

typedef basic_string<char> string;      //元素为8bits字符类型

  相似的,在c++内置类型中,还有wstringu16stringu32string(后两个是在c++11标准下),我们能够依据实际须要选取字符串类型。它们的构造例如以下:

typedef basic_string<wchar_t> wstring;      //16位或32位
typedef basic_string<char16_t> u16string; //16位
typedef basic_string<char32_t> u32string; //32位

String versus Character Array

  之前看到过一篇文章。讲到了string和char*,我在此做个总结。

  1. string内存由系统进行管理,自己主动实现内存的申请和释放;而char* 则须要自己管理。

    假设你要使用的内存较大,则string系统自己主动申请的内存可能不够使用。

    因此,在使用内存大小知道的情况下,建议使用char* ,而当使用内存详细大小未知,但内存不大时能够使用string。

  2. string相比char* 有一个长处,c++标准库对string类进行了封装,里面的各种成员函数处理字符串相当方便。这也是我经常使用string的一个原因。

    至于string和char类型的vector有什么差别。我倒还没有深究过。大概是成员函数不同吧,知道的小伙伴能够在以下留言下。

Elaboration

Member Functions

string::string
string();       //(1)默认构造函数,构造一个空字符串。字符串长度为0
string(const string& str); //(2)拷贝构造函数
string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos);
//(3)复制str一部分,pos是起始位置。len是复制的字符串长度(默认值是到字符串底部)这里要注意str的第一个字符pos=0
string(const char* s); //(4)复制C模式下s指针指向的字符数组(字符串)
string(const char* s, size_t n); //(5)复制前n个字符数组元素
string(size_t n,char c); //(6)复制n个连续的字符c
template <class InputIterator>
string(InputIterator first, InputIterator last);
//(7)利用iterator复制字符序列。范围为[first,last),注意最后一个不包含
string(initializer_list<char> il); //(8)将初始化列表il转换为string
string(string&& str) noexcept; //(9)右值引用str,并且不抛出异常信息。

  关于右值引用和move语义这块内容。是C++11的新特性,我当时琢磨了非常久也还是云里雾里,预计是自己悟性不够高,我认为有两篇文章写得还不错,贴在这里。另外,不知右值和暂时变量有何不同,知道的小伙伴也能够在以下留言。

https://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/1307_lisl_c11/

https://my.oschina.net/letiantian/blog/470921

Demonstration:      //为简略。今后代码将省略cout,自己操作时应加上
#include<iostream>
#include<string> //调用string头文件
#include<initializer_list> //(8)中要用到
using namespace std; string test(const string& x) //(9)的測试函数,产生右值
{
return x;
} int main()
{
string s4("string now"); //(4)
string s1; //(1)
string s2(s4); //(2)
string s3a(s4, 7, 3); //(3)设置长度
string s3b(s4, 7); //(3)默认长度,也就是究竟部
string s5("string now", 6); //(5)
string s6(3, '6'); //(6)
string s7(s4.begin(), s4.begin() + 6);
//(7)begin函数后面会提到。能够生成iterator
initializer_list<char> s0 = {'s', 't', 'r', 'i', 'n', 'g'};
//生成initializer_list
string s8(s0); //(8)
string s9(test(s4)); //(9)
}
//自行将凝视中的序号与上面的序号对比进行学习

  结果例如以下。看看是不是和你们想象中的一样呢。

string::operator=
string& operator= (const string& str);  //(1)赋值string类型变量
string& operator= (const char* s); //(2)赋值c风格字符串
string& operator= (char c); //(3)赋值一个字符,字符串长度为1
string& operator= (initializer_list<char> il); //(4)赋值初始化列表il
string& operator= (string&& str) noexcept; //(5)利用右值引用赋值
Demonstration:
#include<iostream>
#include<string> //调用string头文件
#include<initializer_list> //(4)中要用到
using namespace std; string test(const string& x) //(5)的測试函数,产生右值
{
return x;
} int main()
{
string s1, s2, s3, s4, s5;
//为把operator=和构造函数分开,使用默认构造函数
s2 = "string now"; //(2)
s1 = s2; //(1)
s3 = '6'; //(3)
initializer_list<char> s0 = {'s', 't', 'r', 'i', 'n', 'g'};
s4 = s0; //(4)
s5 = test(s2); //(5)
}

Some More Details

string类型对象是以’\0’结尾的嘛?

  预计非常多人跟我一样都想过这个问题,由于在C语言中,系统默认字符串都是以’\0’截尾的。我们最好还是今天来编个小程序验证一下。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std; int main()
{
string s0 = "string now"; //初始化s0 if (s0[10] == '\0')
cout << "Yes." << endl; //假设末尾是'\0',则输出Yes.
else cout << "No." << endl; //假设末尾不是'\0',则输出No. return 0;
}

  在这里,我们得到了一个令人惬意的答案,说明C++风格的string仍然是以’\0’结尾的,通常情况下,末尾的’\0’我们能够忽略不计。

编码类型对string的影响

  提到这个问题。是由于我注意到了这么一句话,我在这里引用一下。

Note that this class handles bytes independently of the encoding used: If used to handle sequences of multi-byte or variable-length characters (such as UTF-8), all members of this class (such as length or size), as well as its iterators, will still operate in terms of bytes (not actual encoded characters).

  这句话的意思概括起来就是说,无论你使用哪种类型的编码。string类型的操作都将按一个字节的方式来处理。我们不禁想到了中文,由于中文是在GB2312中编码的。并且一个中文字符占用两个字节。这样会引起什么问题呢?我们也来測试一下。

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std; int main()
{
string s0 = "測试"; //用中文初始化s0 cout << s0 << endl << endl; //查看是否能输出中文 for (int i = 0; i < 2; ++i) //输出前2个字节,看看是否会输出測试两个字
cout << s0[i] << endl; return 0;
}

  刚開始,我们将整个字符串输出,看看是否会显示“測试”这两个字,结果是这两个字显示了,说明c++是能够识别GB2312编码的。而当我们尝试将字符串按单个字节输出的时候。就发现了问题,由于输出台输出的是空白,这就说明string类型并不能直接辨别这个是什么编码。它仅仅能按单个字节进行读取,这就会导致该字节没有默认的ASCII编码能够相应,因此也就不会有内容输出了。

  string的内容实在有点多,为了保持页面的精简,方便浏览,我将把下半部分内容放到下篇博文中。如有错误,欢迎指正。

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