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【C++】STL容器-string的遍历

news 来源：原创 2024/9/20 18:33:14

1.引言

C++ STL（Standard Template Library）作为C++标准库的核心部分，其重要性不言而喻。它提供了一系列高效、灵活且可复用的数据结构和算法，极大地提升了开发效率，并使得代码更加易于阅读和维护。

在STL中，string容器是一个至关重要的组成部分，它专为处理字符串而设计，提供了丰富的字符串操作功能。

遍历string容器是处理字符串时的基本需求，它允许我们逐一访问和操作字符串中的每个字符，支持复杂的字符串分析任务，并可通过选择合适的遍历方法来优化程序性能。

2.string容器的基本特性

2.1string的定义与初始化

常用的实例化string 对象方式

	//默认构造string s1;//带参构造string s2("hello world");//隐示类型转换string s3="hello world";//拷贝构造string s4 = s1;//与string s4(s1);等价

3.遍历string容器的常用方法

3.1使用下标访问遍历

（1）代码示例：

	//下标+[]for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " ";}cout << endl;

（2）补充：size（）函数是计算字符串长度的成员函数

（3）使用下标遍历实际是调用了运算符重载函数operator[]

函数原型

3.2使用std::string的成员函数at遍历

和下标遍历的方式相似但它允许通过索引访问字符串中的字符，同时提供边界检查。如果试图访问一个超出字符串范围的索引，at函数会抛出一个std::out_of_range异常。

（1）函数原型

（2）代码示例：

// at函数遍历
for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
{cout<<s1.at(i)<<" ";
}
cout << endl;

3.3使用迭代器遍历

在C++中，迭代器是一种用于遍历容器（如std::string）的对象。迭代器提供了对容器元素的访问，并且可以用于读取或修改容器中的元素。使用迭代器遍历std::string时，你可以通过迭代器访问字符串中的每个字符。

（1）代码示例

//迭代器
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{cout << *it << " ";++it;
}
cout << endl;
string::const_iterator it1 = s2.begin();
while (it1 != s2.end())
{cout << *it << endl;++it;
}
cout << endl;

在示例中声明了一个string::iterator类型的迭代器it和一个string::const_iterator类型it1(区别稍后细说）在这里可简单将it和it1看做指针

并将it初始化为s1.begin(),使用循环遍历字符串，直到it!=s1.end();

s1.begin()指向字符串的初始位置（第一个字符的位置），s1.end()指向字符串最后一个位置的下一个位置

（2）函数原型

（3）位置示意图

（4）string::iterator和string::const_iterator的区别

主要体现在对字符串元素的修改权限上：

string::iterator：允许通过迭代器修改字符串中的元素。
string::const_iterator：不允许通过迭代器修改字符串中的元素，只能用于访问。

类比指针可以帮助理解

3.4使用范围基于的for循环遍历（C++11及之后版本）

底层实际使用的是迭代器

//范围for
for (auto& ch : s1)//自动取s1里面的字符自动++
{cout << ch << " ";
}

3.5使用std::for_each算法遍历

用std::for_each算法遍历std::string时，可以传递一个lambda表达式或者函数对象作为操作，该函数将对字符串中的每个字符执行操作。std::for_each算法接受两个迭代器参数，分别指向要遍历的范围的开始和结束（左闭右开），以及一个函数参数，该函数将对范围内的每个元素执行。

（1）函数原型

template<class InputIterator, class Function>
Function for_each(InputIterator first, InputIterator last, Function f);

这里，first和last是定义要遍历范围的迭代器，f是对每个元素执行的函数。

（2）下面是一个使用std::for_each算法遍历std::string的示例代码：

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>int main() {std::string str = "Hello, World!";// 使用 std::for_each 遍历字符串std::for_each(str.begin(), str.end(), [](char c) {std::cout << c << ' ';});std::cout << std::endl;return 0;
}

在这个示例中，std::for_each接受三个参数：str.begin()和str.end()是std::string的迭代器，它们定义了要遍历的范围；第三个参数是一个lambda表达式，它接受一个char类型的参数并打印它。这个lambda表达式将对字符串中的每个字符执行。

（3）补充：

lambda表达式是一种匿名函数，它允许快速定义单行的小函数，通常用于需要函数对象的地方。

lambda表达式的语法结构在C++中相对简单明了。它通常遵循以下格式：

[ capture ] ( parameters ) -> return_type {
// 函数体
}

然而，并非所有部分都是必需的。在很多常见情况下，lambda表达式可以被大幅简化。例如，当不需要捕获任何外部变量，且函数体较为简短时，可以省略捕获列表和返回类型，甚至参数列表也可以省略（这种情况下，lambda表达式将没有参数）。

一个最基本的lambda表达式，不接受参数且不执行任何操作，可以是这样：
[]() { };

若需要向lambda表达式传递参数，并希望其返回特定类型的值，可以如此定义：

[](int x, int y) -> int {
return x + y;
};

在C++11及之后的版本中，如果lambda表达式的函数体仅包含一个return语句，且此语句用于返回某个表达式的值，那么可以进一步简化，省略return关键字及花括号：

[](int x, int y) -> int { return x + y; }
// 可简化为
[](int x, int y) -> int { x + y }
// 在C++11及以后版本中，甚至可以进一步简化为
[](int x, int y) { return x + y; }
// 或
[](int x, int y) { x + y }

最后，如果lambda表达式的返回类型可以被编译器明确推断出来，那么返回类型也可以省略：
[](int x, int y) { return x + y; }

欢迎各位大佬一起学习交流~