STL概述及string类的简单使用

标准模板库STL（Standard Template Library）是一组模板类和函数，包括

• 存储信息的容器
• 访问容器中存储信息的迭代器
• 操作容器内容的算法

容器

包含两类：顺序容器、关联容器。在此基础之上还有容器适配器（Container Adapter）

• 顺序容器 -------> std::vector / std::deque / std::list / std::forward_list
• 关联容器 -------> std:: set / unordered_set / map / unordered_map / mutiset / unorder_multiset / multimap / unordered_multimap
• 容器适配器 -------> std:: stack / queue / priority_queue
  
  

迭代器

最简单的迭代器是指针。STL迭代器是模板类（某种程度上，可以说是泛型指针）

STL迭代器分为基本的两大类：

• 输入迭代器：通过对输入迭代器解除引用，它将引用对象，而对象可能位于集合中。最严格的输入迭代器确保只能以只读的方式访问对象。
• 输出迭代器：让程序员对集合执行写入操作。最严格的输出迭代器确保只能执行写入操作。

对上述两类基本迭代器不断细化，得到：

• 前向迭代器：允许输入和输出，用于单向链表。
• 双向迭代器：对前向迭代器细化，可执行递减操作从而向后移动，用于双向链表。
• 随机访问迭代器：对双向迭代器细化，可加减一个偏移量，还可将两个迭代器相减从而得到两个元素的相对距离，常用于数组。

STL算法

以下算法都是std命名空间的模板函数，必须包含头文件**<algorithm>**

std::find：在集合中查找值

find_if：根据用户指定的谓词在集合中查找值

reverse：反转集合中元素的排列顺序

remove_if：根据用户定义的谓词将元素从集合中删除

transform：使用用户定义的变换函数对容器中的元素进行变换

---

STL string类

std::string 和 std::wstring 实际上是同一个模板类 std::basic_string<T>的具体化

最常用的字符串函数包括：复制、连接、查找字符和子字符串、截短、配合STL算法实现字符串反转和大小写转换

使用string类，必须包含头文件**<string>**

实例化和复制

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    
    
    const char* constCStyleString = "Hello string!";
    cout << "Const string: " << constCStyleString << endl;
    //方式1：使用C风格常量字符串初始化string对象（类似于：string str2 = constCStyleString;）
    string strFromConst (constCStyleString);
    cout << "strFromConst is: " << strFromConst << endl;
    //方式2：构造器方式（类似于：string str2 = "Hello String!";）
    string str2 ("Hello String!");
    cout << "string str2: " << str2 << endl;
    //复制：
    string strCopy (str2);
    cout << "strCopy: " << strCopy << endl;
    //构造C风格字符串的前三个字符（传入的必须是const char*, 如果传入str2，就是其他重载函数）
    string strPartialCopy (constCStyleString, 3);
    cout << "strPartialCopy: " << strPartialCopy << endl;
    //方式3：=复制构造string对象
    string equalTestString = "abc";
    cout << "equalTestString: " << equalTestString << endl;
    //包含指定字符数量的string对象（10个a字符）
    string strRepeatChar (10, 'a');
    cout << "strReapeatChar: " << strRepeatChar << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

访问string字符内容

#include <iostream>

int main()
{
    
    
    using namespace std;

    string strSTLString ("Hello String");

    //方式1：通过string实现的下标运算符([])以类似数组的语法遍历string对象中的字符
    cout << "Displaying the elements in the string using array-syntax: " << endl;
    for (size_t nCharCounter = 0; 
        nCharCounter < strSTLString.length()
        ; ++nCharCounter)
    {
    
    
        cout << "Character [" << nCharCounter << "] is: ";
        cout << strSTLString [nCharCounter] << endl;
    }
    cout << endl;

    //方式2：迭代器
    cout << "Displaying the contents of the string using iterators: " << endl;
    int charOffset = 0;
    string::const_iterator iCharacterLocator;
    for ( iCharacterLocator = strSTLString.begin()
        ; iCharacterLocator != strSTLString.end()
        ; ++iCharacterLocator)
    {
    
    
        cout << "Character [" << charOffset++ << "] is: " ;
        cout << *iCharacterLocator << endl;
    }
    cout << endl;

    cout << "The char* represemtation of the string is: ";
    cout << strSTLString.c_str() << endl;
    return 0;
}

方式1：保证偏移量（nCharCounter）不超过string对象的长度（ length() ）

方式2：对迭代器解引用访问

拼接字符串

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    
    
    string str1 = "Hello";
    string str2 = "world";

    //方式1：运算符“+=”
    str1 += str2;
    cout << "after +=，str1： " << str1 << endl;

    //方式2：append方法
    string str3 = "Fun is not need to use pointers!";
    str1.append(str3);
    cout << "after append, str1: " << str1 << endl;

    //append方法的重载：接收一个C风格字符串
    const char* constCStyleString = "You however still can!";
    str1.append(constCStyleString);
    cout << str1 << endl;
    
    system("pause");
    return 0;
}

查找字符或子字符串

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    
    
    string strSample ("Good day String! Today is beautiful!");
    cout << "The sample string is: " << endl;
    cout << strSample << endl << endl;

    //string类中的find方法，以下表示从索引20开始查找子字符串“day”
    size_t charPos = strSample.find("day", 20);
    if(charPos != string::npos) //npos是一个静态常量，如果相等代表访问完string对象所有元素仍未找到“day”
    {
    
    
        cout << "First instance of \"day\" was found at position " << charPos;
    }
    else
    {
    
    
        cout << "Substring not found." << endl;
    }
    cout << endl << endl;

    cout << "Locating all instances of \"day\" " << endl;
    size_t SubstringPos = strSample.find("day", 0);
    while (SubstringPos != string::npos)
    {
    
    
        cout << "\"day\" was found at position " << SubstringPos << endl;

        size_t nSearchPosition = SubstringPos + 1;

        SubstringPos = strSample.find("day", nSearchPosition);
    }
    cout << endl;

    //查找字符
    cout << "Locating all instances of character 'a'" << endl;
    const char charToSearch = 'a';
    charPos = strSample.find(charToSearch, 0);

    while (charPos != string::npos)
    {
    
    
        /* code */
        cout << "'" << charToSearch << "' is found" ;
        cout << " at position: " << charPos << endl;

        size_t charSearchPos = charPos + 1;
        charPos = strSample.find(charToSearch, charSearchPos);
    }

    system("pause");
    return 0;
}

截短

/*
string类提供erase函数，可用于：
    • 在给定偏移位置和字符数时删除指定数目的字符。
    string sampleStr ("Hello String! Wake up to a beautiful day!"); 
    sampleStr.erase （13, 28); // 13是起始位置，28是要删除的字符串长度。结果为：Hello String! 
    
    • 在给定指向字符的迭代器时删除该字符。
    sampleStr.erase (iCharS); // iterator points to a specific character 
    
    • 在给定由两个迭代器指定的范围时删除该范围内的字符。
    sampleStr.erase (sampleStr.begin (), sampleStr.end ()); 
*/
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    
    
    string str ("Hello String! Wake up to a beautiful day!");
    cout << "原始字符串为：" << str << endl;

    cout << "删除指定数目的字符（13-28）：" << endl;
    str.erase(13, 28);
    cout << str << endl;

    //
    cout << "删除指定字符（S）：" << endl;
    auto iCharS = find ( str.begin (), str.end (), 'S' );
    if(iCharS != str.end())
    {
    
    
        cout << "删除成功,str:" ;
        str.erase(iCharS);
        cout << str << endl;
    }
    cout << str << endl;

    //左闭右开
    cout << "另一种截断方式：" << endl;
    str.erase(str.begin(), str.end());
    if (str.length() == 0)
    {
    
    
        cout << "这个字符串为空" << endl;
    }

    system("pause");
    return 0;
}

反转

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
    
    
    string strSample("Hello String! We will reverse you!");
    cout << "Orignal string is: ";
    cout << strSample << endl;

    //使用泛型算法std::reverse
    cout << "reverse:";
    reverse(strSample.begin(), strSample.end());
    cout << strSample << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

大小写转换

#include <string> 
#include <iostream> 
#include <algorithm> 

int main () 
{
    
     
    using namespace std; 

    cout << "Please enter a string for case-convertion:" << endl; 
    cout << "> "; 

    string inStr; 
    getline (cin, inStr); 
    cout << endl; 

    //使用transform
    transform(inStr.begin(), inStr.end(), inStr.begin(), ::toupper); 
    cout << "The string converted to upper case is: " << endl; 
    cout << inStr << endl << endl; 

    transform(inStr.begin(), inStr.end(), inStr.begin(), ::tolower); 
    cout << "The string converted to lower case is: " << endl; 
    cout << inStr << endl << endl; 

    return 0; 
}