STL string (转)
来源:互联网 发布:seo自动发布外链工具 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 23:22
详细解说STL string
- 详细解说STL string
- 0 前言: string 的角色
- 1 string 使用
- 1.1 充分使用string 操作符
- 1.2 眼花缭乱的string find 函数
- 1.3 string insert, replace, erase
- 2 string 和 C风格字符串
- 3 string 和 Charactor Traits
- 4 string 建议
- 5 小结
- 6 附录
- 7 参考文章
0 前言: string 的角色
C++ 语言是个十分优秀的语言,但优秀并不表示完美。还是有许多人不愿意使用C或者C++,为什么?原因众多,其中之一就是C/C++的文本处理功能太麻烦,用起来很不方便。以前没有接触过其他语言时,每当别人这么说,我总是不屑一顾,认为他们根本就没有领会C++的精华,或者不太懂C++,现在我接触perl, php, 和Shell脚本以后,开始理解了以前为什么有人说C++文本处理不方便了。举例来说,如果文本格式是:用户名 电话号码,文件名name.txt
Tom 23245332Jenny 22231231Heny 22183942Tom 23245332...
那么在shell 编程中,可以这样用:
awk '{print $1}' name.txt | sort | uniq
如果使用C/C++ 就麻烦了,他需要做以下工作:
- 先打开文件,检测文件是否打开,如果失败,则退出。
- 声明一个足够大得二维字符数组或者一个字符指针数组
- 读入一行到字符空间
- 然后分析一行的结构,找到空格,存入字符数组中。
- 关闭文件
- 写一个排序函数,或者使用写一个比较函数,使用qsort排序
- 遍历数组,比较是否有相同的,如果有,则要删除,copy...
- 输出信息
当然,有了STL,这些处理会得到很大的简化。我们可以使用 fstream来代替麻烦的fopen fread fclose, 用vector 来代替数组。最重要的是用 string来代替char * 数组,使用sort排序算法来排序,用unique 函数来去重。听起来好像很不错 。看看下面代码(例程1):
#include <string>#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>#include <fstream>using namespace std;int main(){ifstream in("name.txt");string strtmp;vector<string> vect;while(getline(in, strtmp, '\n'))vect.push_back(strtmp.substr(0, strtmp.find(' ')));sort(vect.begin(), vect.end());vector<string>::iterator it=unique(vect.begin(), vect.end());copy(vect.begin(), it, ostream_iterator<string>(cout, "\n"));return 0;}
当然,在这个文本格式中,不用vector而使用map会更有扩充性,例如,还可通过人名找电话号码等等,但是使用了map就不那么好用sort了。你可以用map试一试。
这里string的作用不只是可以存储字符串,还可以提供字符串的比较,查找等。在sort和unique函数中就默认使用了less 总之,有了string 后,C++的字符文本处理功能总算得到了一定补充,加上配合STL其他容器使用,其在文本处理上的功能已经与perl, shell, php的距离缩小很多了。 因此掌握string 会让你的工作事半功倍。 string 其实相当于一个保存字符的序列容器,因此除了有字符串的一些常用操作以外,还有包含了所有的序列容器的操作。字符串的常用操作包括:增加、删除、修改、查找比较、链接、输入、输出等。详细函数列表参看附录。不要害怕这么多函数,其实有许多是序列容器带有的,平时不一定用的上。 如果你要想了解所有函数的详细用法,你需要查看basic_string,或者下载STL编程手册。这里通过实例介绍一些常用函数。 下面是程序的输出 有了这些操作符,在STL中仿函数都可以直接使用string作为参数,例如 less, great, equal_to 等,因此在把string作为参数传递的时候,它的使用和int 或者float等已经没有什么区别了。例如,你可以使用: 有了操作符以后,assign(), append(), compare(), at()等函数,除非有一些特殊的需求时,一般是用不上。当然at()函数还有一个功能,那就是检查下标是否合法,如果是使用: find 和 rfind 都还比较容易理解,一个是正向匹配,一个是逆向匹配,后面的参数pos都是用来指定起始查找位置。对于find_first_of 和find_last_of 就不是那么好理解。 find_first_of 是给定一个要查找的字符集,找到这个字符集中任何一个字符所在字符串中第一个位置。或许看一个例子更容易明白。 有这样一个需求:过滤一行开头和结尾的所有非英文字符。看看用string 如何实现: string只是提供了按照位置和区间的replace函数,而不能用一个string字串来替换指定string中的另一个字串。这里写一个函数来实现这个功能: 对于c_str() data()函数,返回的数组都是由string本身拥有,千万不可修改其内容。其原因是许多string实现的时候采用了引用机制,也就是说,有可能几个string使用同一个字符存储空间。而且你不能使用sizeof(string)来查看其大小。详细的解释和实现查看Effective STL的条款15:小心string实现的多样性。 另外在你的程序中,只在需要时才使用c_str()或者data()得到字符串,每调用一次,下次再使用就会失效,如: 就像Steve Donovan在过度使用C++模板中提到的,这些确实有些过头了,要不是系统自己定义了相关的一些属性,而且用了个typedef,否则还真不知道如何使用。 但复杂总有复杂道理。有了char_traits,你可以定义自己的字符串类型。当然,有了char_traits < char > 和char_traits < wchar_t > 你的需求使用已经足够了,为了更好的理解string ,咱们来看看char_traits都有哪些要求。 如果你希望使用你自己定义的字符,你必须定义包含下列成员的结构: 现在默认的string版本中,并不支持忽略大小写的比较函数和查找函数,如果你想练练手,你可以试试改写一个char_traits , 然后生成一个case_string类, 也可以在string 上做继承,然后派生一个新的类,例如:ext_string,提供一些常用的功能,例如:
1 string 使用
其实,string并不是一个单独的容器,只是basic_string 模板类的一个typedef 而已,相对应的还有wstring, 你在string 头文件中你会发现下面的代码:extern "C++" {typedef basic_string <char> string;typedef basic_string <wchar_t> wstring;} // extern "C++"
1.1 充分使用string 操作符
string 重载了许多操作符,包括 +, +=, <, =,
, [], <<, >>等,正式这些操作符,对字符串操作非常方便。先看看下面这个例子:tt.cpp(例程2)#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){string strinfo="Please input your name:";cout << strinfo ;cin >> strinfo;if( strinfo == "winter" )cout << "you are winter!"<<endl;else if( strinfo != "wende" )cout << "you are not wende!"<<endl;else if( strinfo < "winter")cout << "your name should be ahead of winter"<<endl;elsecout << "your name should be after of winter"<<endl;strinfo += " , Welcome to China!";cout << strinfo<<endl;cout <<"Your name is :"<<endl;string strtmp = "How are you? " + strinfo;for(int i = 0 ; i < strtmp.size(); i ++)cout<<strtmp[i];return 0;}
-bash-2.05b$ make ttc++ -O -pipe -march=pentiumpro tt.cpp -o tt-bash-2.05b$ ./ttPlease input your name:Heroyou are not wende!Hero , Welcome to China!How are you? Hero , Welcome to China!
map<string, int> mymap;//以上默认使用了 less<string>
string strinfo="Winter";string strlast="Hello " + strinfo + "!";//你还可以这样:string strtest="Hello " + strinfo + " Welcome" + " to China" + " !";
由于这个等式是由左到右开始检测执行,如果开始两项都是const char* ,程序自己并没有定义两个const char* 的加法,编译的时候肯定就有问题了。string str="winter";//下面一行有可能会引起程序中断错误str[100]='!';//下面会抛出异常:throws: out_of_rangecout<<str.at(100)<<endl;
1.2 眼花缭乱的string find 函数
由于查找是使用最为频繁的功能之一,string 提供了非常丰富的查找函数。其列表如下: 函数名 描述 find 查找 rfind 反向查找 find_first_of 查找包含子串中的任何字符,返回第一个位置 find_first_not_of 查找不包含子串中的任何字符,返回第一个位置 find_last_of 查找包含子串中的任何字符,返回最后一个位置 find_last_not_of 查找不包含子串中的任何字符,返回最后一个位置 以上函数都是被重载了4次,以下是以find_first_of 函数为例说明他们的参数,其他函数和其参数一样,也就是说总共有24个函数 :size_type find_first_of(const basic_string& s, size_type pos = 0)size_type find_first_of(const charT* s, size_type pos, size_type n)size_type find_first_of(const charT* s, size_type pos = 0)size_type find_first_of(charT c, size_type pos = 0)
template <class _CharT, class _Traits, class _Alloc>const basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>::size_typebasic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>::npos= basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>::size_type) -1;
#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){string strinfo=" //*---Hello Word!......------";string strset="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";int first = strinfo.find_first_of(strset);if(first == string::npos) {cout<<"not find any characters"<<endl;return -1;}int last = strinfo.find_last_of(strset);if(last == string::npos) {cout<<"not find any characters"<<endl;return -1;}cout << strinfo.substr(first, last - first + 1)<<endl;return 0;}
Hello Word
张三|3456123, 湖南李四,4564234| 湖北王小二, 4433253|北京...
1.3 string insert, replace, erase
了解了string 的操作符,查找函数和substr,其实就已经了解了string的80%的操作了。insert函数, replace函数和erase函数在使用起来相对简单。下面以一个例子来说明其应用。void string_replace(string & strBig, const string & strsrc, const string &strdst) {string::size_type pos=0;string::size_type srclen=strsrc.size();string::size_type dstlen=strdst.size();while( (pos=strBig.find(strsrc, pos)) != string::npos){strBig.replace(pos, srclen, strdst);pos += dstlen;}}
#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main() {string strinfo="This is Winter, Winter is a programmer. Do you know Winter?";cout<<"Orign string is :\n"<<strinfo<<endl;string_replace(strinfo, "Winter", "wende");cout<<"After replace Winter with wende, the string is :\n"<<strinfo<<endl;return 0;}
Orign string is :This is Winter, Winter is a programmer. Do you know Winter?After replace Winter with wende, the string is :This is wende, wende is a programmer. Do you know wende?
void string_replace(string & strBig, const string & strsrc, const string &strdst) {string::size_type pos=0;string::size_type srclen=strsrc.size();string::size_type dstlen=strdst.size();while( (pos=strBig.find(strsrc, pos)) != string::npos){strBig.erase(pos, srclen);strBig.insert(pos, strdst);pos += dstlen;}}
2 string 和 C风格字符串
现在看了这么多例子,发现const char* 可以和string 直接转换,例如我们在上面的例子中,使用string_replace(strinfo, "Winter", "wende");
void string_replace(string & strBig, const string & strsrc, const string &strdst)
const charT* c_str() constconst charT* data() constsize_type copy(charT* buf, size_type n, size_type pos = 0) const
你或许会问,c_str()的功能包含data(),那还需要data()函数干什么?看看源码:const charT* c_str () const{ if (length () == 0) return ""; terminate (); return data (); }
string strinfo("this is Winter");...//最好的方式是:foo(strinfo.c_str());//也可以这么用:const char* pstr=strinfo.c_str();foo(pstr);//不要再使用了pstr了, 下面的操作已经使pstr无效了。strinfo += " Hello!";foo(pstr);//错误!
3 string 和 Charactor Traits
了解了string的用法,该详细看看string的真相了。前面提到string 只是basic_string的一个typedef。看看basic_string 的参数:template <class charT, class traits = char_traits<charT>,class Allocator = allocator<charT> >class basic_string{//...}
表达式 描述 char_type 字符类型 int_type int 类型 pos_type 位置类型 off_type 表示位置之间距离的类型 state_type 表示状态的类型 assign(c1,c2) 把字符c2赋值给c1 eq(c1,c2) 判断c1,c2 是否相等 lt(c1,c2) 判断c1是否小于c2 length(str) 判断str的长度 compare(s1,s2,n) 比较s1和s2的前n个字符 copy(s1,s2, n) 把s2的前n个字符拷贝到s1中 move(s1,s2, n) 把s2中的前n个字符移动到s1中 assign(s,n,c) 把s中的前n个字符赋值为c find(s,n,c) 在s的前n个字符内查找c eof() 返回end-of-file to_int_type(c) 将c转换成int_type to_char_type(i) 将i转换成char_type not_eof(i) 判断i是否为EOF eq_int_type(i1,i2) 判断i1和i2是否相等 想看看实际的例子,你可以看看sgi STL的char_traits结构源码.
这些都是常用的功能,如果你有兴趣可以试试。其实有人已经实现了,看看Extended STL string。如果你想偷懒,下载一个头文件就可以用,有了它确实方便了很多。要是有人能提供一个支持正则表达式的string,我会非常乐意用。4 string 建议
使用string 的方便性就不用再说了,这里要重点强调的是string的安全性。
5 小结
难怪有人说:
string 使用方便功能强,我们一直用它!6 附录
string 函数列表 函数名 描述 begin 得到指向字符串开头的Iterator end 得到指向字符串结尾的Iterator rbegin 得到指向反向字符串开头的Iterator rend 得到指向反向字符串结尾的Iterator size 得到字符串的大小 length 和size函数功能相同 max_size 字符串可能的最大大小 capacity 在不重新分配内存的情况下,字符串可能的大小 empty 判断是否为空 operator[] 取第几个元素,相当于数组 c_str 取得C风格的const char* 字符串 data 取得字符串内容地址 operator= 赋值操作符 reserve 预留空间 swap 交换函数 insert 插入字符 append 追加字符 push_back 追加字符 operator+= += 操作符 erase 删除字符串 clear 清空字符容器中所有内容 resize 重新分配空间 assign 和赋值操作符一样 replace 替代 copy 字符串到空间 find 查找 rfind 反向查找 find_first_of 查找包含子串中的任何字符,返回第一个位置 find_first_not_of 查找不包含子串中的任何字符,返回第一个位置 find_last_of 查找包含子串中的任何字符,返回最后一个位置 find_last_not_of 查找不包含子串中的任何字符,返回最后一个位置 substr 得到字串 compare 比较字符串 operator+ 字符串链接 operator== 判断是否相等 operator!= 判断是否不等于 operator< 判断是否小于 operator>> 从输入流中读入字符串 operator<< 字符串写入输出流 getline 从输入流中读入一行 7 参考文章