目錄

1 Modifiers部分

1.1 assign的使用

?1.2 insert的使用

1.3 erase的使用

1.4 replace的使用

2 capacity部分

2.1 max_size的使用

2.2 capacity的使用

2.3 reserve的使用

2.4 shrink_to_fit簡介

2.5 resize的使用

2.6 clear的使用

3 String operations部分

3.1 c_str的使用

3.2 copy的使用

3.3 find和rfind的使用

3.4 substr的使用

3.5 find_first_of(not)和find_last_of(not)的使用

3.6 compare的使用

4 Non-member function overloads部分

4.1 operator+的使用

4.2?relational operators

4.3 operator<< 和 operator>>的使用

4.4 getline的使用

5 補充函數

6 有關編碼

---

1 Modifiers部分

上文已經介紹了+=，append，push_back，pop_back，這里介紹assign，insert，erase，replace。

1.1 assign的使用

assign的使用類似于賦值，會完全覆蓋原來的字符串，進行賦值：

int main()
{string s1("Hello world");s1.assign("xx");cout << s1;return 0;
}

但是查看文檔就發現函數重載挺冗余的，實際上常用的也就是第三個了，類比的化，第二個也可以連蒙帶猜的試一下：

int main()
{string s1("Hello world");string s2("123456789");s1.assign(s2,2,5);cout << s1;return 0;
}

---

?1.2 insert的使用

insert在鏈表中使用過，當然是名字使用過，插入的意思，有意思的是string沒有直接的支持頭插，但是間接的支持了頭插，可以使用insert進行實現：

int main()
{string s1("Hello world");string s3 = "123456";s3.insert(0,s1);cout << s3 << endl;return 0;
}

第一個重載的使用如上，pos位置插入數據，打印出來就是Hello world123456，類似的是第三個：

int main()
{string s3 = "123456";s3.insert(0,"132");cout << s3 << endl;return 0;
}

當然還有迭代器版本的，前四個函數挺類似的，不作介紹，這里介紹一下迭代器版本的：

int main()
{string s1("123456");string s2("Hello world");s1.insert(s1.end(), s2.begin(), s2.end());cout << s1 << endl;return 0;
}

第一個參數是選擇插入的位置，后面是區間，但是注意的是這個區間是左閉右開的。

但是離譜的是insert不支持直接插入單個字符，要插入單個字符使用第四個函數重載：

int main()
{string s1("123456");s1.insert(0, 1, 'x');cout << s1 << endl;return 0;
}

有疑問了就，可以插入一個只有一個字符的字符串，但是這種情況只能這樣寫：

int main()
{string s1("123456");char ch = 'a';s1.insert(0, 1, ch);cout << s1 << endl;return 0;
}

但是不太推薦使用，因為它的時間復雜度是O(N)，底層的實現原理是移動每個數據到相應位置，時間復雜度即一個循環，是O(N)。

---

1.3 erase的使用

有插入就會有刪除，erase即刪除:

參數問題現在已經不大了，使用如下：

int main()
{string s1("abcdefg");s1.erase();//清空字符串cout << s1 << endl;string s2("abcdefg");s2.erase(0);//清空字符串cout << s2 << endl;return 0;
}

int main()
{string s3("abcdefg");s3.erase(0, 3);//abc清空cout << s3 << endl;string s4("abcdefg");s4.erase(s4.begin(), s4.begin() + 4);//abcd清空cout << s4 << endl;return 0;
}

迭代器和npos的使用如上，但是仍然不推薦使用，因為和insert是一樣的，時間復雜度為O(N)。

因為缺省值是npos，所以刪除的長度可以離譜但是下標不能離譜：

int main()
{string s5("abcdefg");s5.erase(2,100);cout << s5 << endl;return 0;
}

---

1.4 replace的使用

replace的英文是代替，顧名思義咯~

多吧？第一個函數重載使用如下：

int main()
{string s1("123456");s1.replace(2,2,"a");cout << s1 << endl;return 0;
}

從3開始把兩個字節替換成a字符。

為什么說它坑呢？引入一道題，將一段字符串中的所有空格全部替換為x,用C語言就是:

int main()
{string s2("hello world hello Byte");for(int i = 0;i < s2.size();i++){if (s2[i] == ' '){s2[i] = 'x';}}cout << s2 << endl;return 0;
}

用C++的replace就是：

int main()
{string s3("hello world hello Byte");for (int i = 0; i < s2.size(); i++){if(s3[i] == ' '){s3.replace(i,1,"x");}}cout << s3 << endl;return 0;
}

看似沒有差別？因為這里的空格剛好是一個字符，如果是還要涉及數據移動的問題，效率自然就低下了，所以慎用。

當然方法很多，多多選擇。

---

2 capacity部分

上篇已經介紹了，size,length,本文介紹max_size,resize,capacity,reserve,clear,shrink_to_fit。

2.1 max_size的使用

這個函數實際上是一個冗余的設計，即一個字符串能開到多大：

int main()
{string s1("123456");cout << s1.size() << endl;cout << s1.max_size() << endl;return 0;
}

max_size()的結果是看64位還是32位情況，64位是：

32位是：

雖然結果不一樣，但是大小都是挺驚人的，因為它只有這一個功能，實際上也沒有哪個字符串會開這么大，就了解一下即可。

---

2.2 capacity的使用

由前面的學習可以得知capacity是容量的意思，所以當我們調試一個字符串的時候總會發現：

一個串里面有size,有capacity，有其他元素，那么空間不夠了，capacity就會自動擴容，我們要了解的就是它的擴容規則：

int main()
{string s1("123456");cout << "Now capacity:" << s1.capacity() << endl;for (int i = 0; i < 200; i++){s1.push_back('x');if (s1.capacity() == s1.size()){cout << "Capacity Changed:" << s1.capacity() << endl;}}return 0;
}

尾插200個數據，使其擴容：

結果如下，我們可以發現擴容的方式很奇怪，一開始是約等于2倍，后面逐漸變成了1.5倍

這是Vs環境下的擴容，在Linux環境下就是標準的2倍擴容：

但是實際上呢，這里的capacity都是少了一個單位的，比如上面的應該是16，32，38，71，因為要給斜杠0預留一個空間。

可以看到不同的編譯器實現擴容的時候有一定差異，Vs下的編譯器的是clang，Linux環境下的編譯器是g++，實現的時候都有差異，但是不管Vs還是Linux，capacity都是少了1的，因為斜杠0.

---

2.3 reserve的使用

reserve？reverse？傻傻分不清咯~

reverse是逆置，而reserve的中文意思是預存，保留，是用來開空間的：

它實際影響的只有capacity，不會影響size：

int main()
{string s1("123456");cout << s1.size() << " " << s1.capacity() <<endl;s1.reserve(100);cout << s1.size() << " " << s1.capacity() <<endl;return 0;
}

我們開了100個空間，但是實際上開了111個空間？

Linux環境下還是老老實實的要多少開多少。

所以reserve和capacity一樣，平臺直接有差異。

reserve還可以用來進行縮容,但是因為vs默認是不縮容的，所以這里呢給個結論：

如果縮容，最低只能縮容到15(實際是16)，因為string有一個成員是buff數組，如果string的長度不超過16就會存到buff數組上去，就不用在堆上單獨開開空間了，因為數組的大小是定的，16，所以再怎么縮容，都不會比15小。

但是也不是一無用處這個函數，比如涉及到多次開空間的題目，我們可以提前開好，省略了一下開空間的步驟，效率稍微高一點。

---

2.4 shrink_to_fit簡介

這個函數是縮容，但是是在C++11中引進的，雖然可以實現我們想要的功能，但是實際上內存越來越發達的時代，我們更多的追求的是效率，空間不夠的情況是比較少見的，而且這個函數使用代價挺大的，我們大多數人以為的縮容是這樣的:

有一塊空間，釋放到不需要的部分，但是在動態內存管理章節我們知道，釋放空間不能一段一段的釋放，只能一整塊的釋放，所以實際的縮容是把原來的空間釋放掉，重新開一塊我們想要的小空間，這個代價挺大的，所以不推薦使用。

---

2.5 resize的使用

前文提及，capacity的擴容只會影響capacity，不會影響size，但是resize兩個都會影響到：

int main()
{string s1("123456");cout << s1.size() << " " << s1.capacity() << endl;s1.resize(100);cout << s1.size() << " " << s1.capacity() << endl;s1.resize(5);cout << s1.size() << " " << s1.capacity() << endl;return 0;
}

如果我們是resize100的話，6后面的就全是斜杠0了，但是如果我們縮容，就會刪除一部分數據，比如這里的6就被刪除了。

int main()
{string s2("hello world");s2.resize(20, 'x');cout << s2 << endl;return 0;
}

resize插入數據會擴容，這里就是在d后面插入x知道字符串長度為20。

也可以當刪除使用，size小于原來的size就可以了。

---

2.6 clear的使用

clear清除，使用起來還是很簡單的：

int main()
{string s1("123456");cout << s1 << endl;s1.clear();cout << s1 << endl;return 0;
}

清除完畢。

---

3 String operations部分

前文已經介紹了，，，前文沒有介紹，嘿嘿，這里介紹c_str,copy,find,rfind,find_first_of,find_last_of,fin_first_not_of,find_last_not_of,substr,compare。

對于get_allocator簡單掠過，它涉及到了配置器，就不多介紹了。

3.1 c_str的使用

c_str返回的是字符串的指針，c++和C語言混用的使用就可能有點坑：

int main()
{string file("Test.cpp");FILE* fout = fopen(file.c_str(), "r");char ch = fgetc(fout);while (ch != EOF){cout << ch;ch = fgetc(fout);}return 0;
}

比如這里的fopen不加file. 的話，那么c_str就讀取不到了，但是在C語言里面這里都是直接放的指針，沒有考慮其他的，C++考慮的還要多一些。

當然函數本身的使用還是很簡單的，返回指針而已。

---

3.2 copy的使用

copy的本質是賦值，但是不是給string類的賦值，是給字符數組賦值，并且返回值是賦值過去的字符串長度，可以理解為返回的是len

int main()
{string s1("abcdefg");char str[20] = "123456";size_t ret = s1.copy(str, 3, 2);cout << s1 << endl;cout << str << endl;cout << ret << endl;return 0;
}

---

3.3 find和rfind的使用

find即尋找，rfind同理，倒過來尋找，也可以指定從哪里開始尋找，返回的就是找到的位置的下標，如果沒有找到返回的就是npos，find可以用來找子串也可以用來尋找單個字符，這里我們試試分割后綴：

string file("string.cpp.zip");

---

3.4 substr的使用

戛然而止，因為要分割字符串，我們還需要了解一個函數叫做substr，這個函數有利于我們分割字符串，參數兩個，一個是位置，一個是長度，如果不給長度，就是默認分割到字符串結束，所以有了find返回的下標，我們這里就可以實現分割.zip：

int main()
{string file("string.cpp.zip");size_t pos = file.rfind('.');string suffix = file.substr(pos);cout << suffix << endl;return 0;
}

那么為什么我們使用rfind呢？因為有兩個.，我們使用find，找到的就是第一個.，所以我們應該倒過來尋找，找到之后久交給substr就可以了。

當然，我們想要分割一段區間也是可以的：

int main()
{string s1("I am the best");string s = s1.substr(5, 3);cout << s << endl;return 0;
}

給一個區間，然后分割了3個字符，the就被分割出來了。

---

3.5 find_first_of(not)和find_last_of(not)的使用

首先看一下函數的參數，沒有什么特殊的地方，那就隨便過了？不能，因為最大的誤區在它的名字這里，find_first_of，一翻譯就是，找最開始的什么什么，如果這樣想就大錯特錯辣，構造和初始化有關系嗎從名字上看，絲毫沒有，這個也是同理的，這個的真正用法其實是：

int main()
{string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");size_t found = str.find_first_of("aeiou");while (found != string::npos){str[found] = '*';found = str.find_first_of("aeiou", found + 1);}cout << str << endl;return 0;
}

這里介紹第二個重載的使用，其他的就可以類比了，這個函數的真正用法是找任意字符，即在一個字符串里面找參數中的任意字符，找到了就會返回下標，那么就可以對下標進行一些操作，比如修改，找到了也要記得修改找的位置。

last同理，只是last是從字符串末尾開始查找的，實際使用沒啥區別：

void SplitFilename(const std::string& str)
{std::cout << "Splitting: " << str << '\n';std::size_t found = str.find_last_of("/\\");std::cout << " path: " << str.substr(0, found) << '\n';std::cout << " file: " << str.substr(found + 1) << '\n';
}
int main()
{std::string str1("/usr/bin/man");std::string str2("c:\\windows\\winhelp.exe");SplitFilename(str1);SplitFilename(str2);return 0;
}

只是根據不同的需求使用不同的函數罷了，比如我要分割一個網站，從末尾開始分割就可以了。

not的使用就不介紹了，有了前面兩個函數的使用，這個看看也就會了。

---

3.6 compare的使用

compare的使用是字典序的比較，和strcmp是一樣的，別看它參數多，比較我們使用第一個就可以了，其他重載要是一定要使用，看看文檔也就會了：

int main()
{string s1("123456");string s2("321654");cout << s1.compare(s2) << endl;return 0;
}

int main()
{string s1("123456");string s2("321654");cout << (s1 < s2) << endl;return 0;
}

但是比較不僅可以用compare哦，還可以使用重載后的< >，就和cout能打印自定義類型一樣。

---

4 Non-member function overloads部分

這部分呢就是非成員函數的部分了，重載為了全局函數，本文介紹operator+，operator>> ，operator<<，getline，relational operators。

4.1 operator+的使用

這個函數說來奇怪，重載為全局函數不是因為多特殊，只是為了支持某種形式，先看一般使用：

int main()
{string s1("123456");string s2("Hello world");cout << s1 + s2 << endl;cout << s1 + "xxx" << endl;cout << "xxx" + s1 << endl;cout << s1 + 'a' << endl;cout << 'b' + s1 << endl;return 0;
}

看起來也沒什么奇怪的，那么特殊的原因是因為原來是想支持"xxx" + s1，但是發現重載為成員函數之后的第一個參數鐵定是this指針，所以為了支持那種形式就重載成全局函數咯，當然不影響使用。

---

4.2?relational operators

compare的使用已經使用過了重載后的<，這里深入一點，我們看到相關的重載有很多個，實際上就是進行比較的，類比于日期類的多個比較，這里我們結合日期類的寫法也就好理解了，當然，比較都是按照字典序進行比較的。

int main ()
{std::string foo = "alpha";std::string bar = "beta";if (foo==bar) std::cout << "foo and bar are equal\n";if (foo!=bar) std::cout << "foo and bar are not equal\n";if (foo< bar) std::cout << "foo is less than bar\n";if (foo> bar) std::cout << "foo is greater than bar\n";if (foo<=bar) std::cout << "foo is less than or equal to bar\n";if (foo>=bar) std::cout << "foo is greater than or equal to bar\n";return 0;
}

---

4.3 operator<< 和 operator>>的使用

這個就太簡單辣：

int main()
{string s1("123456");cout << s1 << endl;return 0;
}

直接就過了。

---

4.4 getline的使用

我們先上一個實際例子：

int main()
{string s1;cin >> s1;cout << s1 << endl;return 0;
}

原本程序的意思是輸入123 asd并進行打印的，但是>>重載了并不會打印完，這是因為空格，換行對于字符串的讀取來說都是結束標志：

int main()
{string s1;cin >> s1;while (1){cin >> s1;cout << s1 << endl;}return 0;
}

這樣就會更形象了，那么怎么結束這個程序呢？有兩種方法，一種是ctrl + c，暴力殺進程，直接結束，第二種是ctrl + z。

回歸正題，我們想要讀取空格怎么辦？
這里就需要用到getline了：

int main()
{string s2;getline(cin, s2);cout << s2 << endl;return 0;
}

這是第二個函數的重載，第一個的最后一個參數就是讓你自己設置結束標志，有興趣可以自己試試。

---

5 補充函數

對于string的學習不免遇到大數運算，這里提供一個函數，to_string和stoi，分別是整型轉字符串，字符串轉整型，但是不要用在大數運算上面，只能是說有一點點關系：

int main()
{string s2("111111");int ret1 = stoi(s2);cout << ret1 << endl;int ret2 = 112345648;string s3 = to_string(ret2);cout << s3 << endl;return 0;
}

相關的文檔就不上圖了，有興趣自己看看。

---

6 有關編碼

編碼是一種文字的映射，最基本的是ASCII編碼，這是美國科學家研究的，最初用來存儲他們的相關語言，最特殊的就是$，這個是ASCII一個標志性符號：

那么就引入了一個問題，全世界的文字那么多，不同的語言幾千種甚至上萬，該如何存儲呢？更不用說漢字常見的就有幾千個，所以漢字加起來是近9萬了，如果在計算機上表達自己的語言成為了一個難題：

int main()
{string s1("計算機");string s2("123456");return 0;
}

當我們存入了這樣的字符串，我們在內存能看到計算機嗎？

為什么會是？，編譯器是如何打印計算機三個字的？這里我們不得不佩服計算機科學家們，引入了一個種新編碼，叫做Unicode，稱為萬國碼，發明出來就是為了保證計算機能打印絕大多數國家的語言的：

那么一臺計算想要保證能打印不同的語言只靠一個ASCII可不夠，所以引入了utf8編碼，可以理解為utf8包含了Unicode和ASCIIm，與此同時還有utf16，utf32：

可以看到utf8通過一個字節的開頭判斷這個字屬于哪個字節范圍，所以計算打印的時候實際上是按照編碼表去尋找最后打印的，那么16和32因為存儲的成本變高了，所以不太推薦使用，目前很多機器都是使用的utf8，vs和Linux環境下使用的都是utf8。

那可能會問了，和string有什么關系？string是字符的集合：

看到這個basic了嗎？我們學習的都是1個字節的字符串集合，通過編碼的介紹不難猜出字符不止只有一個字節，比如：

還存在這種寬字節的字符，這就是編碼的意義，存儲更多的字符，使得計算機成為一門共同的語言！

---

感謝閱讀！