• 深入剖析C++中的string类


    comments:本文摘自于网络

    一,C语言的字符串

    在C语言里,对字符串的处理一项都是一件比较痛苦的事情,因为通常在实现字符串的操作的时候都会用到最不容易驾驭的类型——指针。

    比如下面这个例子:

    //example 1:

    char str[12] = "Hello";

    char *p = str;

    *p = ''h'';  //改变第一个字母

    //example 2:

    char *ptr = "Hello";

    *ptr = ''h'';  //错误

    第一个字符串时用数组开辟的,它是可以改变的变量。而第二个字符串则是一个常量,也就是字面值。ptr只是指向它的指针而已,而不能改变指向的内容。

    看两者的汇编即可明了:

    char p[] = "Hello";
    004114B8  mov         eax,dword ptr [string "Hello" (4166FCh)]
    004114BD  mov         dword ptr [ebp-10h],eax
    004114C0  mov         cx,word ptr ds:[416700h]
    004114C7  mov         word ptr [ebp-0Ch],cx

    char *ptr = "Hello";
    004114CB  mov         dword ptr [ebp-1Ch],offset string "Hello" (4166FCh)

    可见用数组和用指针是完全不相同的。

    要想通过指针来改变常量是错误,正确的写法应该是用const指针。

    const char *ptr = "Hello";

    二,初识string类

    正是因为C风格字符串(以空字符结尾的字符数组)太过复杂难于掌握,不适合大程序的开发,所以C++标准库定义了一种string类,定义在头文件<string>。注意<string.h>和<cstring>都是错误的,这两个头文件主要定义C风格字符串操作的一些方法,譬如strlen(), strcpy()等。第一个是C的头文件格式,而第二个是C++风格的头文件,但是和<string.h>是一样的,它的目的是为了和C兼容。

    看下面例子:

    //example 3:

    string str("world");   //可以用C风格字符串初始化

    string words = "Hello";

    string greet = words;

    string  join = greet + words;  //可以像基本类型一样操作

    但是如果试图把string类型的对象直接赋给C风格的字符串的话,编译器会报错的。

    string var = "Olympic";

    char *ptr = var;  //error!

    但是实际应用中这个问题也难以避免,很多时候我们还是需要将string类型的转化为char*来实现自定义的操作,C++标准库也为了和之前用C写的程序兼容,于是可以用string的c_str()函数。

    string var = "Olympic";

    char *ptr = var.c_str(); //还不能被编译

    或者通过const_cast去掉其const属性亦可

    char *ptr=const_cast<char *>(var.c_str()); //correct!

    这样就可以通过ptr修改其指向的地址空间内容

    但是c_str()为了防止意外地修改string对象,返回的是const指针,所以上面这段代码是不能被编译的。正确的应该是用const指针。

    string var = "Olympic";

    const char *p = var.c_str(); //Correct!

    这个c_str()方法在C++IO流操作上也被广泛应用。

    在打开文件时,如果要指定文件名,可以用C风格的字符串。如果用到string类型的字符串作为文件名时,就必须调用c_str()方法将其转换为一个C风格字符串。

    //example 4:

    string   filename;  //定义文件名称

    cin >> filename;

    ifstream.open(filename.c_str());  //要使用C风格字符串

    三, 深入了解string类

    对string有一定了解以后,我们可以来了解C++标准库定义的一系列丰富的字符串操作,当然都是基于string类型。从某一种程度上来说,string就是一种字符容器。

    标准库为string定义了很多方法,包括构造、插入(insert)、替换(assign和replace)、比较(compare)、查找(find)、删除(erase)、连接(append)以及对子串的操作(substr)。而每一种操作都有很多种重载。

    比如插入,除了包括标准容器的插入方式以外,string类本身还有一些特有的插入方法。

    //example 5:

    //与标准容器相同的插入操作:

    str.insert(iter, value) //在迭代器iter之前插入value, 返回新元素的迭代器

    str.insert(iter, n, value); //在迭代器iter之前插入n个value,返回void

    str.insert(iter, begin, end); //在迭代器iter之前插入迭代器begin和end标记范围内的元素,返回void

    //string类特有的插入方法:

    str.insert(pos, n, ch); //在下标为pos的字符之前插入n个字符ch

    str.insert(pos, str2); //在下标为pos的字符之前插入string类型的对象str2的副本

    str.insert(pos1, str2, pos2, len); //在下标为pos1的z字符之前插入string类型str2中从下表为pos2开始的len个字符

    str.insert(pos, cp); //在下标为pos的字符前插入字符指针cp指向的C风格字符串的副本

    总之string是一种非常灵活的字符串类型,标准库让我们可以忽略内存管理和具体实现方式,我们只需要关注其接口就好。并且初学者在使用字符串的时候也应尽量使用这种类型,而不是C风格的字符串。

    当然,无C语言学习经历的人可以例外。

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