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思维导图 （建议收藏，复习小宝贝）
一、STL简介
1.什么是SLT
STL(standard template libaray-标准模板库)是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。从根本上说，STL是一些"容器"的集合，这些"容器"有list、vector、set、map等，STL也是算法和其他一些组件的集合。
2.STL的六大组件
网上有句话说：“不懂STL，不要说你会C++”。STL是C++中的优秀作品，有了它的陪伴，许多底层的数据结构以及算法都不需要自己重新造轮子，站在前人的肩膀上，健步如飞的快速开发。
二、string类简介
对于string，在C语言中我们是比较熟悉的；当我们对字符串进行处理时（如：strlen、strcpy、strcat等），但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP(Object Oriented Programming，OOP，面向对象程序设计)的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。
在C++中，string是用来管理字符数组的一个类，是STL中的一个容器。string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，对于字符串的处理交由string而不是编程人员，大大提升了效率，所有学好STL是很有必要的。
在使用string类时，必须包含#include<string>头文件以及using namespace std;
三、string类的常用接口
在string类中包含100多种接口函数，但是在日常做题或日后的使用中，经常使用的比较少，我们必须要将这些常见的函数重点掌握，其他大概了解一下，如果有不懂的可以查看C++文档。
1. string类对象初始化操作
1.构造函数
如下图所示，C++中string类提供了7种构造函数，我们在学习string类时，只需要将默认构造、拷贝构造和含参构造重点掌握及使用，其余了解即可；
| 函数名称 | 说明 |
|---|---|
| 1.string( ); | 构造一个空的string类 |
| 2.string(const string& str); | 拷贝构造（拷贝一个str的副本） |
| 3.string(const string& str, size_t pos, size_t len=pos ); | 从指定的pos位置向后开始拷贝，len采用了缺省参数，默认值是-1 |
| 4.string(const char* s); | 用C-string来构造函数 |
| 5.string(size_t n, char c); | 用连续n个字符c的副本填充字符串 |
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1;//默认构造
string s2("hello world");//含参构造
string s3(s2);//拷贝构造
cin >> s1;
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
cout << s3 << endl;
string s4(s2, 2, 6);//从时s2字符串的第二个位置开始拷贝，拷贝6个；
cout << s4 << endl;
string s5(s2, 2);
string s6(s2, 2, 100);//有多少给多少
return 0;
}这段代码中有两个地方需要了解一下：
string s4(s2, 2, 6);//从时s2字符串的第二个位置开始拷贝，拷贝6个； string s5(s2, 2); string s6(s2, 2, 100);string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos );
这是表格中第三个函数，从某个已经存在的字符串的第pos个位置向后进行拷贝，由于此函数的第三个形参（len）使用的是缺省参数，默认值是-1，又因为是size_t类型的，他就是整型的最大值，C++处理方式：当len有实参传递时，无论实参多大，向后拷贝的个数仅取决于字符串从pos位置向后的个数（有多少拷贝多少）；当len没有实参传递时，默认是-1（整型的最大值）也是有多少拷贝多少；
Npos是一个静态成员常数值，它是size_t类型元素的最大可能值。
2.析构函数
系统会自动调用析构函数
3. 赋值重载函数
| 函数名称 | 说明 |
|---|---|
| string& operator=(const string& str); | 用string对象进行赋值 |
| string& operator=(const char* s); | 用C-string进行赋值 |
| string& operator=(char c); | 用一个字符进行赋值 |
string str1, str2, str3;
str1 = "hello"; // c-string
str2 = 'x'; // 用一个字符赋值
str3 = str1; // 用一个对象进行2.string类对象的容量操作
| 常用函数 | 说明 |
| 1.size | 返回字符串中有效的字符个数，不包含'\0' |
| 2.length | 返回字符串中有效的字符长度，不包含'\0' |
| 3.max_size | 最大能存储多少个字符 |
| 4.resize | 将字符串的长度调整为n个字符： 1.如果n小于当前字符串长度，当前值将缩短到第n个字符，删除第n个字符以外的字符。 2.如果n大于当前字符串长度,延长最后插入当前内容尽可能多的字符需要达到的大小n。 3.如果指定c, c的新元素初始化复制,否则,他们初始化值字符(null字符)。 |
| 5.capacity | 返回分配的存储空间大小 |
| 6.reserve | 开辟空间，只影响容量 |
| 7.clear | 删除字符串的内容，使其成为一个空字符串(长度为0个字符) |
| 8.empty | 判断字符串是否为空 |
1.字符串的检查
int main()
{
string s1;
cin >> s1;
cout << s1 << endl;
//不包含最后作为结尾标识符的\0，计算的是有效字符长度
cout << s1.size() << endl; //求s1的字符个数
cout << s1.length() << endl; //求s1的字符长度
cout << s1.max_size() << endl; //求s1的最大能存储多少字符
cout << s1.capacity() << endl; //求s1的当前的容量
cout << s1.empty() << endl; //判空？
s1.clear(); //把有效数据给清掉,但是容量并没有清掉
cout << s1 << "空的字符串" << endl;//检验
return 0;
}2.增容的机制
void TestPushBank()
{
string s;
size_t sz = s.capacity();
cout << "capacity changed：" << sz << '\n';
cout << "making s grow:\n";
for (int i = 0; i < 1000; ++i)
{
//s.push_back('c');
s += 'c';//尾插字符
if (sz != s.capacity())
{ //增容
sz = s.capacity();
cout << "capacity changed：" << sz << '\n';
}
}
} 
从上图中可以看出最初的容量是16（虽然图中显示的是15，它计算的是有效空间，其实忽略了'\0'），从第二次增容开始，32->48->71....,以1.5倍增容的；这是在VS的编译器下，如果是在Linux下，它是以2倍的形式增长的；
3.reserve和resize的用法
void Test_String3()
{
string s1;
s1.reserve(100);//开辟100个空间
string s2;
s1.resize(100);
//s1.resize(100,'x');//开辟100个字节的空间，并全部初始化为字符x
/*
reserve---开空间，影响的是容量
resize---开空间，对这些空间给一个初始值'\0'，也可以自己给值，进行初始化
*/
string s3("hello world");
s3.reserve(100);
string s4("hello world");
s4.resize(100, 'x');
//以上不会对hello world进行修改，即当增容的量比原始的容量大时，小时会删除数据
}注意：
1. size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一致，一般情况下基本都是用size()。2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。3. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。4. reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。
3.string类对象的访问及遍历操作
1.元素的访问——[ 下标 ]
| 常用函数 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 1.operator[ ] | 支持下标访问，返回对位于字符串中pos位置的字符的引用 | 如果string对象是const限定的，则函数返回一个const char&。否则，它返回一个char& |
| 2.at | 支持下标访问，返回对位于字符串中pos位置的字符的引用 | |
| 3.back | 返回对字符串最后一个字符的引用 | |
| 4.front | 返回对字符串的第一个字符的引用 |
当我们想要将一个字符串逐个字符打印出来时，通常想到是利用下标去访问
void Test_String1()
{
string s1("hello world");
//打印字符串
for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)
{
cout << s1[i] << " ";// s1[i] 等价于 s1.operator[](i)
}
cout << endl;
//修改字符串
for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i)
{
s1.at(i) += 1;
//或s1.operator[](i) += 1;
//或s1[i] += 1;
}
cout << s1.front() << endl; //打印字符串第一个字符
cout << s1.back() << endl; //打印字符串最后一个字符
cout << endl;
}operator[ ] 和 at 的效果是一样的，两者区别在于检查机制：
operator[ ]：当发生越界访问时，会直接assert报错；
at：当发生越界访问时，会直接抛异常；
2.元素的访问——迭代器
访问string对象除了利用下标的方式还可以使用迭代器(iterator)，迭代器是一种对象，它能够用来遍历标准模板库容器中的部分或全部元素，每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。迭代器修改了常规指针的接口，所谓迭代器是一种概念上的抽象；
在使用迭代器时，需要指定类域，它是在类里面定义的；
void Test_String1()
{
/**********正向迭代器**********/
string s1("hello world");
string::iterator it = s1.begin();
//打印字符串
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
string::iterator it = s1.begin();
//对字符串进行修改
while (it != s1.end())
{
*it -= 1;
++it;
}
/**********反向迭代器**********/
string s2("hello world");
string::reverse_iterator rit = s2.rbegin();
cout << *rit << " ";
auto rit = s2.rbegin();//反向迭代器的类型名比较长，我们可以使用auto自动推导类型
while (rit != s2.rend())
{
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
}
/******************************************************************/
void func(const string& s)
{
/**********const反向迭代器**********/
string::const_reverse_iterator rit = s.rbegin();
//auto rit = s.rbegin();
while (rit != s.rend())
{
//*rit -= 1;//不可以修改
cout << *rit << " ";
++rit;
}
cout << endl;
/**********const迭代器**********/
string::const_iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
//*it -= 1;//不可以修改
cout << *it << " ";
++it;
}
}
void Test_String3()
{
const string cstr("hello world");
func(cstr);
}
int main()
{
Test_String1();
Test_String2();
Test_String3();
return 0;
}迭代器遍历的意义是什么呢？
所有容器都可以使用迭代器这种方式去访问修改；
对于string，无论是正着遍历，倒着遍历，下标+[]都足够好用，为什么还要迭代器呢？
对于string，下标+[]都足够好用，确实可以不用迭代器。但是如果其他容器（数据结构）呢？比如：list、map/set（二叉树）是不支持下标遍历的。结论：对于string，你得会用迭代器，但是一般我们还是喜欢下标+[]
3.元素的访问——范围for
//范围for,自动往后迭代，自动判断结束
string s1("hello world");
for (auto e : s1)
{
cout << e << " ";
}
cout << endl;
for (auto& e : s1)//当需要对字符串进行遍历修改是，需要引用
{
e -= 1;
}范围for被称为语法糖，简单方便；但是其本质还是被换成了迭代器；
4.string类对象的修改操作
| 常用函数 | 说明 |
|---|---|
| operator+= | 在字符串后追加一个类对象、常量字符串、单个字符 |
| push_back | 只能追加单个字符 |
| append | 在字符串后追加一个类对象、常量字符串、单个字符和子字符串等 |
| insert | 在指定位置插入字符串、多个字符和类对象 |
| erase | 删除指定位置开始向后多个字符、指定位置的字符和某段区间的字符串 |
| swap | 交换两个类对象内容 |
//插入
void Test_String5()
{
string s("hello world");
string s1("mlxgyyds");
//尾插
s += ' '; //+=1个空字符
s += "!!!!"; //+=1个字符串"!!!!"
s.push_back('c'); //尾插1个字符'c'
s.append(2, 's'); //尾插2个字符's'
s.append("www"); //尾插1个字符串"www"
s.append(s1); //尾插1个对象s1
s.append(s1, 4, 4); //尾插s1字符串从下标4位置开始向后4个字符
cout << s << endl;
//头插----效率O(N),尽量少用
s.insert(0, 1, 'x'); //在下标0的位置前插入1个字符'x'
cout << s << endl;
s.insert(s.begin(), 'q'); //在正向迭代器的起始位置前插入字符'q'
cout << s << endl;
s.insert(0, "test "); //在下标0的位置前插入字符串"test "
cout << s << endl;
//中间位置插入,尽量少用
s.insert(4, " *****"); //在下标4的位置前插入字符串" *****"
cout << s << endl;
}
//删除
void Test_String6()
{
string s("hello world");
//尽量少用头部和中间的删除，因为要挪动数据，效率低
cout << s << endl;
s.erase(0, 1); //删除下标0位置的字符
cout << s << endl;
s.erase(s.size() - 1, 1); //删除最后一个字符
cout << s << endl;
s.erase(3); //删除下标3（包括3）后面的所有字符
s.erase(3, 100); //删除下标3（包括3）后面的所有字符
s.erase(); //全部删除
//删除中间
s.erase(s.begin() + 1, s.end() - 2);//删除区间字符串
cout << s << endl;
}
int main()
{
Test_String5();
Test_String6();
return 0;
}5.string类对象的查找操作
| 常用函数 | 说明 |
|---|---|
| c_str |
返回C格式字符串
|
| 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
|
| rfind |
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
|
| substr |
在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回
|
void Test_String4()
{
string s("hello world");
cout << s << endl;
cout << s.c_str() << endl;
/*虽然都可以实现，但是前者是重载的流插入、流提取操作符，进行打印*/
/*后者把s识别为char*，进行打印*/
/*****************************一************************************/
string file("test.txt");
FILE* fout = fopen(file.c_str(), "w");//当要打开一个文件时，这种函数接口就非常好，适配C语言语法
//要求你取出文件的后缀
size_t pos = file.find("."); //找到.的位置
if (pos != string::npos)
{
//string suffix = file.substr(pos, file.size() - pos);
string suffix = file.substr(pos);//不给npos传值，npos用缺省值，默认从pos位置向后取，有多少取多少
cout << suffix << endl;
}
/******************************二***********************************/
string file("test.txt.zip");
FILE* fout = fopen(file.c_str(), "w");
//要求你取出文件的后缀
size_t pos = file.rfind(".");//rfind倒着找
if (pos != string::npos)
{
//string suffix = file.substr(pos, file.size() - pos);
string suffix = file.substr(pos);//不给npos传值，npos用缺省值，默认从pos位置向后取，有多少取多少
cout << suffix << endl;
}
/********************************三*********************************/
// 取出url中的域名
string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/");
size_t pos1 = url.find(':');//从起始位置向后找':'
string protocol = url.substr(0, pos1 - 0);//取出协议
cout << protocol << endl;
size_t pos2 = url.find('/', pos1 + 3);//从'w'位置向后找'/'
string domain = url.substr(pos1 + 3, pos2 - (pos1 + 3));//取域名
cout << domain << endl;
string uri = url.substr(pos2 + 1);//取剩下的部分
cout << uri << endl;
}
int main()
{
Test_String4();
return 0;
}6.string类非成员函数重载
| 常用函数 | 说明 |
|---|---|
| operator+ |
尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
|
| relational operators | 大小比较 |
| operator>> |
输入运算符重载
|
| operator<< |
输出运算符重载
|
| getline | 获取一行字符串 |
relational operators函数重载了==, >=, <=, >, <, != 这些关系运算
string s1("ABCDE"),s2("ABCDF");
if (s1 > s2)
cout << s1.c_str() << endl;
else
cout << s2.c_str() << endl;
//少用
cout << ("hhhhh" < s2) << endl;
cout << (s1 < "hhhhh") << endl;当你想要获取一个连续的字符串时（含有空格），如果采用cin是无法实现的；此时就需要getline函数。
string s1, s2, s3;
cin >> s1; //获取字符串（不能含空格）
cout << s1.c_str() << endl;
getline(cin, s2); //获取字符串（可以包含空格）
cout << s2.c_str() << endl;
getline(cin, s3, '#'); //获取字符串（可以包含空格，遇到'#'号字符自动结束）
cout << s3.c_str() << endl;7.string类的其他函数
| 函数名称 | 说明 |
|---|---|
| stoi | 字符串转 int |
| stol | 字符串转 long |
| stoul | 字符串转 unsigned long |
| stoll | 字符串转 long long |
| stoull | 字符串转 unsigned long long |
| stof | 字符串转 float |
| stod | 字符串转 double |
| stold | 字符串转 long double |
| to_string |
将数值转换为字符串 |
int val = stoi("1234");//将31.4转换为整数
cout << val << endl;
string str = to_string(3.14);//把31.4转换为字符串
cout << str << endl;