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C++初阶——string的使用（下）

news 来源：原创 2025/7/14 19:19:16

C++初阶——string的使用（下）

一、string类对象的容量操作

对于string的容量操作，我们可以通过顺序表来理解，顺序表是通过动态数组来实现的，在数据结构专栏的第一篇就是顺序表的详细讲解，链接如下：link
我们先来看一下顺序表的结构体：
示例1
这里是一个整型数组，通过类型重命名typedef可以将其调整为字符型数组，对字符串进行操作。当然，之前的顺序表是基于C语言实现的，我们这里的string就会使用类（class）来进行模拟实现，下期内容会进行详细讲解。
我们看这里的成员，有一个size，表示目前数组里有几个有效数据；capacity，表示数组目前的容量多大，当size和capacity相等时，就需要使用动态内存开辟进行扩容。
在string类中也是如此：

size：返回字符串有效字符长度
capacity 返回空间总大小
length：返回字符串有效字符长度
empty：检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
clear：清空有效字符
reserve：为字符串预留空间
resize：将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充

我们来看这样一段代码：
示例2
这里不仅对几种容量相关的函数进行了测试，还进一步的探究了扩容的机制，结果如下：
示例3
不同环境下扩容的机制不同，这里是VS2022的扩容机制。

1.size

示例4

2.capacity

示例5

3.length

示例6
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()。

4.max_size

示例7
（这个函数没有什么特别大的作用）

5.clear

示例8
需要注意的是，clear只是清除了有效数据，并没有把容量（capacity）清零。

6.reserve

示例9
使用说明：
示例10

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（就是在实例化的过程中就有的内置空间）总大小时，reserve不会改变容量大小。
运行结果如图：

7.resize

我们还是以代码为例：
示例12
运行结果如图：
示例13
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，我们来看一下使用说明：
示例14

8.empty

empty比较简单，需要注意的是这里判断依据不是容量 （capacity），而是有效数据的长度（size、length）是否为零，使用说明如下：
示例15

二、string的其他常用操作

1.replace

示例16
replace顾名思义就是一个替换函数，可以根据自己的需要替换字符串中某些位置的值，其重载的函数多种多样，功能很丰富，使用介绍如图所示：
示例17
运行结果如图：
示例18

2.find函数

示例19
find也是一个非常重要的成员函数，用来寻找所需的字符或者字符串，当然也需要提供查找的范围，如果不提供，默认从第一个位置开始寻找，使用介绍如下：
示例20
至于其它的一些find相关的函数，我们也稍作介绍：

find_first_of
find_last_of
refind

三、本期代码资源

//int main()
//{
//	string s1("hello world");
//
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.length() << endl;
//	cout << s1.max_size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//	
//	size_t old = s1.capacity();
//	for (size_t i = 0; i < 100; i++)
//	{
//		s1 += 'x';
//		if (old != s1.capacity())
//		{
//			cout << "扩容：" << s1.capacity() << endl;
//			old = s1.capacity();
//		}
//	}
//
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//
//	s1.clear();
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//
//	return 0;
//}//void TestPushBackReserve()
//{
//	string s;
//	s.reserve(100);
//	size_t sz = s.capacity();
//	cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
//	cout << "making s grow:\n";
//	for (int i = 0; i < 100; ++i)
//	{
//		s.push_back('c');
//		if (sz != s.capacity())
//		{
//			sz = s.capacity();
//			cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
//		}
//	}
//	s.clear();
//	cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
//	s.reserve(10);
//	sz = s.capacity();
//	cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
//}
//
//int main()
//{
//	TestPushBackReserve();
//	return 0;
//}//int main()
//{
//	string s1("hello world");
//
//	//开空间
//	s1.reserve(100);
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//
//	//开空间+填值初始化
//	//s1.resize(200);
//	s1.resize(200, 'x');
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//
//	s1.resize(20);
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//
//	s1.resize(0);
//	cout << s1.size() << endl;
//	cout << s1.capacity() << endl;
//
//	return 0;
//}//int main()
//{
//	try {
//		string s1("hello world");
//		s1.at(0) = 'x';
//		cout << s1 << endl;
//		s1.at(15);
//	}
//	catch (const exception& e)
//	{
//		cout << e.what() << endl;
//	}
//
//	return 0;
//}//int main()
//{
//	char str[] = "abcdefg";
//	string s1("hello world");
//	s1.push_back('!');
//	cout << s1 << endl;
//	s1.append(str,3);
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.append("ssssss");
//	cout << s1 << endl;
//	
//	s1.assign("111111111");
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.insert(0, "hello");
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.insert(5, "world");
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.insert(0, 10, 'x');
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.insert(s1.begin()+10, 10, 'y');
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.erase(5, 6);
//	cout << s1 << endl;
//
//	return 0;
//}//int main()
//{
//	//world替换成 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
//	string s1("hello world hello bit");
//	s1.replace(6, 5, "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
//	cout << s1 << endl;
//
//	s1.replace(6, 23, "yyyyy");
//	cout << s1 << endl;
//
//	//所有空格替换成20%
//	string s2("hello world hello bit");
//	string s3;
//	for (auto ch : s2)
//	{
//		if (ch != ' ')
//		{
//			s3 += ch;
//		}
//		else
//		{
//			s3 += "20%";
//		}
//	}
//
//	s2 = s3;
//	cout << s2 << endl;
//	cout << s2.c_str() << endl;
//
//	//c的一些接口函数配合
//	string filename = "test.cpp";
//	filename += ".zip";
//
//	//FILE* fout = fopen(filename.c_str(), "r");
//
//	return 0;
//}//int main()
//{
//	string url = "ftp://www.baidu.com/?tn=65081411_1_oem_dg";
//	// http://www.baidu.com/?tn=65081411_1_oem_dg
//	//string url = "https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/";
//	// 协议  域名  资源名
//	size_t pos1 = url.find("://");
//	string protocol;
//	if (pos1 != string::npos)
//	{
//		protocol = url.substr(0, pos1);
//	}
//	cout << protocol << endl;
//
//	string domain;
//	string uri;
//
//	size_t pos2 = url.find('/', pos1 + 3);
//	if (pos2 != string::npos)
//	{
//		domain = url.substr(pos1 + 3, pos2 - (pos1 + 3));
//		uri = url.substr(pos2 + 1);
//	}
//	cout << domain << endl;
//	cout << uri << endl;
//
//	return 0;
//}//int main()
//{
//	std::string str("Please, replace the vowels in this sentence by asterisks.");
//	std::size_t found = str.find_first_of("abc");
//	while (found != std::string::npos)
//	{
//		str[found] = '*';
//		found = str.find_first_of("abc", found + 1);
//	}
//
//	std::cout << str << '\n';
//
//	return 0;
//}

本期总结+下期预告

本期内容继续介绍了string类的使用，下期内容将要开始进行string的模拟实现！

感谢大家的关注，我们下期再见！
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