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C++之String类（下）

news 来源：原创 2024/10/1 21:58:39

片头

嗨喽~ 我们又见面啦，在上一篇C++之String类（上）中，我们对string类的函数有了一个初步的认识，这一篇中，我们将继续学习string类的相关知识。准备好了吗？咱们开始咯~

二、标准库中的string类

2.5 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c
append	在字符串后追加一个字符串
operator+=	在字符串后追加字符串str
assign	给字符串原有的内容进行覆盖，类似于赋值
insert	用于在字符串的pos位置插入一个字符串、字符串的前n个字符或n个字符c
erase	用于在字符串的pos位置删除len个字符
replace	替换源字符串中的字符
c str	返回c格式字符串
rfind + npos	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
find	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
substr	在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回
swap	用于交换2个string类对象
operator+	返回一个新构造的string类对象，其值是lhs和rhs的合并
getline	用于字符串的输入

（1）push back函数

我们测试一下：

void test_string15() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//在s1字符串的后面尾插'x's1.push_back('x');cout << s1 << endl;
}

（2）append函数

我们测试一下：

void test_string16() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//在s1字符串的后面追加一个字符串s1.append(" yyyyyy!!!!");cout << s1 << endl;
}

（3）此外，我们还可以使用运算符operator+=函数重载

代码如下：

void test_string17() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;string s2("111111");//在s1字符串的后面追加一个字符串s1 += 'y';s1 += "zzzzzzzzzzz";s1 += s2;cout << s1 << endl;
}

注意：

①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

②对string操作时，如果能够大概预估到放多少字符，可以先通过reverse把空间预留好

（4）assign函数

assign函数类似于给字符串原有的内容进行覆盖，类似于赋值

void test_string18() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;s1.assign("11111");cout << s1 << endl;
}

（5）insert函数

①在s1字符串前头插"xxxxx"

void test_string19() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//在s1字符串前头插"xxxxx"s1.insert(0, "xxxxx");cout << s1 << endl;
}

②在s1字符串前头插一个字符'y'

void test_string20() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//在s1字符串前头插单个字符'y's1.insert(0, 1,'y');cout << s1 << endl;
}

③使用迭代器，在s1字符串钱头插单个字符'y'

void test_string21() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//在s1字符串前头插单个字符'y's1.insert(s1.begin(), 'y');cout << s1 << endl;
}

④在s1字符串前插入s2字符串，二者都采用迭代器的形式

void test_string22() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;string s2("11111");//在s1字符串前头插s2字符串s1.insert(s1.begin(),s2.begin(),s2.end());cout << s1 << endl;
}

（6）erase函数

①当pos=0，len=1，说明，从下标为0的元素开始，删除1个字符

void test_string23() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//从下标为0的元素开始,删除1个字符s1.erase(0, 1);cout << s1 << endl;
}

②当我不传第二个参数的时候，len默认为npos

void test_string24() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//省略第二个参数//默认删除从下标为4后的所有元素//包括下标为4的元素s1.erase(4);cout << s1 << endl;
}

③当我传入的第二个参数len大于字符串本身的长度时

void test_string25() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//从下标为3的位置开始,//删除100个元素s1.erase(3, 100);cout << s1 << endl;
}

另外，使用erase函数时，第二个参数len可以不合法，但是第一个参数pos必须合法！

（7）replace函数

哇哦，咋一看，这个函数怎么有这么多的用法？！

不慌，我们慢慢来看~

①string& replace(size_t pos,size_t len,const string& str);

void test_string27() {string s1("hello world");cout << s1 << endl;//将下标为5的位置,1个字符//替换为20%s1.replace(5, 1, "20%");cout << s1 << endl;
}

小练习：将下面字符串中出现的空白字符替换为"20%"

void test_string28() {string s1("hello world hello bit");cout << s1 << endl;for (int i = 0; i < s1.size();) {if (s1[i] == ' ') {s1.replace(i, 1, "20%");i += 3;}else {i++;}}cout << s1 << endl;
}

或者可以用另一种解法：

void test_string29() {string s1("hello world hello bit");cout << s1 << endl;string s2;//使用范围forfor (auto e : s1) {if (e != ' ') {s2 += e;}else {s2 += "20%";}}cout << s2 << endl;
}

（8） c_str函数

const char* c_str() const;

按照C语言的格式返回字符串

例如：

void test_string38() {string s1("hello");s1 += '\0';s1 += "world";cout << s1 << endl;cout << s1.c_str() << endl;
}

在hello后面加上'\0'和字符串world，重载后的流插入操作符函数会按照size的大小来打印字符串

而打印c_str的返回值，会遇到'\0'就停下

（9） rfind + npos函数

size_t rfind(char c,size_t pos = npos)const;

static const size_t npos = -1;

从字符串的pos位置向前找字符c，返回该字符在字符串中的位置

npos是string类中定义的一个静态成员变量，类型为无符号整型，值为-1，因为是无符号转换后变成整型的最大值，也就是4294967295（42亿多），当我们不给pos的值，按照缺省值执行，默认从字符串尾部开始寻找。

例如：

void test_string39() {string s1("hello");//从后往前寻找第一次出现的'l'cout << s1.rfind('l') << endl;
}

（10） find函数

size_t find (char c,size_t pos = 0) const;

从字符串的pos位置向后找字符c，返回该字符在字符串中的位置

例如：

void test_string40() {string s1("hello");//从前往后寻找第一次出现的'e'cout << s1.find('e') << endl;
}

（11）substr函数

string substr (size_t pos = 0,size_t len = npos);

在str中从pos位置开始，截取len个字符，然后将其返回

例如：

void test_string41() {string s1("hello world!");//从下标为0的元素开始,截取5个字符string s2 = s1.substr(0, 5);cout << s2 << endl;
}

（12） swap函数

void swap (string& str);

用于交换2个string类对象

string类中的swap函数相比标准库中的swap函数，交换string类对象的效率更高

例如：

void test_string42() {string s1("hello");string s2("world!");//将s1字符串和s2字符串进行交换s1.swap(s2);cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;
}

（13） operator+ 函数

string operator+ (const string& lhs,const string& rhs);

string operator+ (const string& lhs,const char* rhs);

string operator+ (const char* lhs,const char* rhs);

string operator+ (const string& lhs,char rhs);

string operator+ (char lhs,const string& rhs);

返回一个新构造的string类对象，其值是lhs和rhs的合并

例如：

void test_string43() {string s1("hello");string s2("world!");string s3;s3 = s1 + s2;cout << s3 << endl;s3 = s1 + "123";cout << s3 << endl;s3 = "123" + s2;cout << s3 << endl;s3 = s1 + "x";cout << s3 << endl;s3 = 'x' + s1;cout << s3 << endl;
}

（14）getline函数

istream& getline(istream& is,string& str,char delim);

istream& getline(istream& is,string& str);

用于字符串的输入

相比cin遇到空格就停止读取，我们可以给出分隔符delim，遇到delim才停止读取。如果没有给出，则遇到换行停止读取。

例如：

void test_string44() {string s1;//没有给出分隔符delim//遇到换行,停止读取getline(cin, s1);cout << s1 << endl;//给出分隔符'%'//遇到分隔符,停止读取getline(cin, s1, '%');cout << s1 << endl;
}

2.6 各种运算符重载函数

（1）operator>>和operator<<

istream& operator>>(istream& is,string& str);

ostream& operator<<(ostream& os,const string& str);

用于string对象的流提取和流插入

例如：

void test_string45() {string s1;cin >> s1;cout << s1 << endl;
}

（2）比较运算符

用于比较2个字符串的对应位置的ASCII码值大小

例如：

void test_string46() {string s1("abcde");string s2("bbcde");cout << (s1 > s2) << endl;cout << (s1 >= s2) << endl;cout << (s1 < s2) << endl;cout << (s1 <= s2) << endl;cout << (s1 == s2) << endl;cout << (s1 != s2) << endl;
}

刚刚我们学习了这么多的函数，一起来练练几道题吧~

小练习1：反转字符串

emmm，这道题是想表达什么意思呢？举2个例子吧~

OK，本题分析完成，具体代码如下：

class Solution {
public:void reverseString(vector<char>& s) {int begin = 0;          //begin从下标为0的位置开始int end = s.size()-1;   //end从最后一个元素的下标开始while(begin < end)      //当begin和end相遇时,退出循环{//交换int temp = s[begin];s[begin] = s[end];s[end] = temp;begin++;            //begin更新    end--;              //end更新}}
};

小练习2：仅仅反转字母

emmm，这道题和上面反转字符串很像，但是不太一样，因为这道题，字符串里面不仅有字母，还有其他符号。我们要做的，只是将字母反转，其他符号的位置不变。

第一步，我们首先要判断当前字符是否为字母还是其他符号：

//判断当前字符是否为字母
//注意：用短路或来连接
bool isLetter(char c)
{return c >= 'A' && c <= 'Z'||         c >= 'a' && c <= 'z';
}

第二步，反转字母（定义begin和end，如果遇到字母，进行交换，否则直接跳过）

string reverseOnlyLetters(string s) {int begin = 0;          //begin指向第一个元素的位置int end = s.size()-1;   //end指向最后一个元素的位置while(begin < end)      //当begin和end相遇时,退出循环{   //当前字符不是字母,直接跳过,不需要反转while(begin < end && !isLetter(s[begin])){begin++;}while(begin < end && !isLetter(s[end])){end--;}//当前字符为字母,需要反转,进行交换int temp = s[begin];s[begin] = s[end];s[end] = temp;//交换完毕后,begin更新,end也更新begin++;end--;}return s;   //最后返回s字符串}

小练习3：字符串中的第一个唯一字符

emmm,举个例子呗~

另外，这道题特别说明了：1<=s.length<=10^5，s只包括小写字母

第一步，我们需要给26个小写字母开辟数组，数组的类型为int（开辟空间足够大）

 //给26个小写字母开辟空间,初始化为0int count[26] = {0};

第二步，我们需要统计字符串中的每个字符出现的次数

//利用范围for，统计字符串中的每个字符出现的次数
//这里的count数组里面的元素是按照顺序的
//比如:下标为0是'a',下标为1是'b',下标为2是'c'for(auto e: s){count[e-'a']++;
}

第三步：遍历s字符串，找出第一次出现唯一字符

 //遍历s字符串,找出第一次出现的唯一字符//如果找到了,立即返回下标for(int i = 0;i<s.size();i++){if(count[s[i]-'a'] == 1){return i;}}//如果没有找到,返回-1return -1;

OK，本题完整代码如下：

class Solution {
public:int firstUniqChar(string s) {//给26个小写字母开辟空间,初始化为0int count[26] = {0};//利用范围for，统计字符串中的每个字符出现的次数//这里的count数组里面的元素是按照顺序的//比如:下标为0是'a',下标为1是'b',下标为2是'c'for(auto e: s){count[e-'a']++;}//遍历s字符串,找出第一次出现的唯一字符//如果找到了,立即返回下标for(int i = 0;i<s.size();i++){if(count[s[i]-'a'] == 1){return i;}}//如果没有找到,返回-1return -1;}
};

方法二：直接将字符串放入另一个数组中，统计字符串中的第一个唯一字符

class Solution {
public:int firstUniqChar(string s) {//开辟数组,初始化为0int count[256] = {0};//将s字符串里面的每一个元素都放入数组//相同的字符,每放入1次,该下标对应的值自增1次for(int i = 0; i<s.size();i++){count[s[i]]++;}//遍历s字符串,找出第一次出现的唯一字符for(int i = 0;i<s.size();i++){if(count[s[i]] == 1){return i;}}return -1;}
};

小练习4：验证回文串

emmm，举个例子吧~

第一步：判断是否为字母数字字符

    //1.判断是否为字母数字字符bool isLetterOrNumber(char c){return c >= '0' && c <= '9'||     c >= 'a' && c <= 'z'||     c >= 'A' && c <= 'Z';}

第二步：将所有的大写字母转换为小写字母（使用范围for时,必须传引用,这样才能保证修改e的同时,修改源字符串）

         //1.大写字符转换为小写字符for(auto& e:s){if(e >= 'A' && e<= 'Z'){e += 32;}}

第三步：验证是否为回文串

 //2.验证是否为回文串int begin = 0;         //begin指向第一个元素int end = s.size()-1;  //end指向最后一个元素while(begin < end)     //当begin和end相遇时,循环停止{//遇到非字母数字字符时,直接跳过while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[begin])){begin++;}while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[end])){end--;}//2个字母数字字符进行比较//如果不相同,返回false//如果相同,begin++,end--if(s[begin] != s[end]){return false;}else{begin++;end--;}}//比较完毕,begin和end指向的元素都相同,返回truereturn true;

OK，本题完整代码如下：

class Solution {
public://1.判断是否为字母数字字符bool isLetterOrNumber(char c){return c >= '0' && c <= '9'||     c >= 'a' && c <= 'z'||     c >= 'A' && c <= 'Z';}bool isPalindrome(string s) {//1.大写字符转换为小写字符for(auto& e:s){if(e >= 'A' && e<= 'Z'){e += 32;}}//2.验证是否为回文串int begin = 0;         //begin指向第一个元素int end = s.size()-1;  //end指向最后一个元素while(begin < end)     //当begin和end相遇时,循环停止{//遇到非字母数字字符时,直接跳过while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[begin])){begin++;}while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[end])){end--;}//2个字母数字字符进行比较//如果不相同,返回false//如果相同,begin++,end--if(s[begin] != s[end]){return false;}else{begin++;end--;}}//比较完毕,begin和end指向的元素都相同,返回truereturn true;}
};

小练习5：字符串相加

emmm，举个例子吧~

面对这种题，该怎么做呢？

题目要求：不能使用任何内建的用于处理大整数的库，也不能直接将输入的字符串转换为整数形式

那我们可以把字符串拆成个位，十位，百位......然后将个位和个位相加，十位和十位相加，百位和百位相加

第一步：我们先将num1和num2字符串的最后一个元素取出来，保存到end1和end2

    int end1 = num1.size()-1;//end1保存的是num1字符串的最后一位(个位)int end2 = num2.size()-1;//end2保存的是num2字符串的最后一位(个位)

第二步：假设变量next表示进位,字符串s表示累加的最终结果。我们将num1和num2的个位数由字符转换为数字，进行相加，注意要处理进位的情况。

            int next = 0;   //进位string s;       //返回的最终结果//当end1和end2都不存在时，退出循环，用短路或来连接while(end1 >= 0 || end2 >= 0){int x1 = end1 >= 0 ? num1[end1--]-'0' : 0;//x1表示把当前字符转换为数字int x2 = end2 >= 0 ? num2[end2--]-'0' : 0;//x2表示把当前字符转换为数字int x = x1+x2+next;//x表示2个位数进行累加的结果next = x/10;      //进位x = x % 10;       //对应位上的数s.insert(0,1,'0'+x);//头插,将数字转换为字符//s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器}if(next == 1)       //当进位为1,直接在字符串s的前面头插"1"{s.insert(0,1,'1');// s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器}return s;           //返回s字符串

OK，这道题我们解决了，完整代码如下：

class Solution {
public:string addStrings(string num1, string num2) {int end1 = num1.size()-1;//end1保存的是num1字符串的最后一位(个位)int end2 = num2.size()-1;//end2保存的是num2字符串的最后一位(个位)int next = 0;   //进位string s;       //返回的最终结果//当end1和end2都不存在时，退出循环，用短路或来连接
while(end1 >= 0 || end2 >= 0){
int x1 = end1 >= 0 ? num1[end1--]-'0' : 0;//x1表示把当前字符转换为数字
int x2 = end2 >= 0 ? num2[end2--]-'0' : 0;//x2表示把当前字符转换为数字
int x = x1+x2+next;//x表示2个位数进行累加的结果next = x/10;      //进位x = x % 10;       //对应位上的数s.insert(0,1,'0'+x);//头插,将数字转换为字符//s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器}if(next == 1)       //当进位为1,直接在字符串s的前面头插"1"{s.insert(0,1,'1');// s.insert(s.begin(),'0'+x);//使用迭代器}return s;           //返回s字符串}
};

不过，每次插入要挪动数据，插入N次，挪动次数合计是等差数列。头插的时间复杂度为O(n^2)，我们可以选择尾插，最后逆置。