【C++STL：string（上）】：手把手教你使用官方文档高效学习string，并熟练使用string的常用接口

string::string - C++ Reference函数名称	功能说明
string（）	构造空的string对象，即空字符串
string（const char* s）	用C-string来构造string类对象
string(size_t n,cahr c)	string 类独享中包含n个字符c
string（const string&s）	拷贝构造函数

使用方式：

void Test_String()
{
    string s1;
    string s2("abcde");
    string s3(4,'x');
    string s4(s3);
}

运行结果：

赋值运算符重载：

void Test(){
    string s1="aaabbb";
}

2.Iterators（迭代器）

定义

迭代器是一种统一访问容器元素的方式，它像一个“通用的指针”，让你可以遍历容器（如 vector、string、list 等）中的元素，而无需关心容器的内部结构。

格式

string::iterator it=str.begin();

begin（）：指向字符串第一位有效字符。

end（）：指向'\0'的位置。

rbegin（）：从后往前遍历，指向字符串最后一位有效字符（'\0'前一位）。

rend（）：指向字符串第一位有效字符的前一个内存单元。

const对象如何使用迭代器

const string s2="hello world";
string::const_iterator it2 = s2.begin();

注意：

首先，s2 是一个 const string 对象，表示其内容不可修改。

其次，对于 const 对象，调用 begin() 会返回 const_iterator（而不是普通的 iterator）。const_iterator 只能读取元素，不能修改。

最后，string::const_iterator it2 = s2.begin(); 用返回的 const_iterator 初始化 it2，类型匹配，合法。

3.Capacity（容量相关接口）

1.size

size和 length的功能在string类里一致，是因为在STL出现前string类已被开发，string类使用的是length，但STL统一规范的大小是用size表示。size为通用接口，所以这里仅介绍size。

int main()
{

	string s1("abcde");
	cout << s1.size() << endl;//输出5
	return 0;
}

说明：size大小不包括' \0'，仅表示有效字符的个数。

2.resize

int main()
{

	string s1("abcde");
	string s2(s1);
	cout << s1.size() << endl;
	s1.resize(2);
	cout << s1 << endl;
	s2.resize(10, 'x');
	cout << s2 << endl;
	return 0;
}

运行结果

3.reserve

接下来博主将会使用vs和gcc两种编译器向你展示不同编译器是如何处理reserve请求的容量变更的。

vs环境下：

void Test_String4()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.capacity() << endl;
	s1.reserve(20);//变更大
	cout << s1.capacity() << endl;
	s1.reserve(14);//不做修改
	cout << s1.capacity() << endl;
	
}

运行结果

linux环境下：

总结：如果用reserve缩小容量，vs直接无视缩容指令，而gcc会酌情缩容，但一定会保证容量大小大于size。

作用：若确定知道需要多少大小，可以直接reserve，一步到位，避免多次扩容，提高效率。

4.clear

擦除字符串的内容，使其成为空字符串 (长度为 0 个字符)。

void Test_String4()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.size() << endl;  // 11
	cout << s1.capacity() << endl;  // 15
	s1.clear();
	cout << s1.size() << endl;  // 0
	cout << s1.capacity() << endl;  // 15
}

通过输出结果可以看出：clear会使size清零，但不会影响capacity。

5.empty

返回字符串是否为空 (即其长度是否为 0)。

4.Element access（元素访问）

1.operator [ ]

void Test_String2()
{
	//[]运算符重载
	string s1 = "abcde";
	cout << s1 << endl;
	s1[0] = 'x';
	cout << s1 << endl;  //xbcde
	//s1[6];   //越界访问， 触发断言终止
    //遍历，修改
    for (size_t i = 0;i < s1.size();i++)
    {
    	s1[i]++;
    }
    cout << s1 << endl;  //ycdef
}

意义：使对象像数组一样使用，string、vector底层都是数组。C语言数组的月结检查是一种抽查，在数组的结束位置设置几个标志位，C++在operator [ ]实现时加上了断言，对内存隐私更有保障。

2.at

与operator [ ]相比，at越界访问的表现更温和，抛异常但不会强制终止程序。

void Test_String3()
{
	string s1 = "abcde";
	cout << s1 << endl;
	s1[0] = 'x';
	cout << s1 << endl;
	//s1[6];   //触发断言终止
	//at 接口: 抛异常
	s1.at(6) = 'y';
	cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	try
	{
		Test_String3();
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
}

运行结果：

3.使用迭代器实现元素遍历和修改

//迭代器：行为类似于指针
//正向遍历，修改
//string::iterator it1 = s1.begin();
auto it1 = s1.begin();
for (size_t i = 0;it1 != s1.end();i++)
{
	(*it1)--;
	it1++;
}
cout << s1 << endl;

（三）本文完整代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<string>
#include<list>
#include<algorithm>
using namespace std;
void Test_String1()
{
	//1
	string s1 = "come on";//拷贝初始化
	string s2("come on");//直接初始化，与s1效果一样
	//3
	string s3(s2);
	//4  string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);
	string s4(s2, 0);
	string s5(s4, 2, 5);
	//5  string (const char* s, size_t n);
	string s6("I love C++", 6);
	cout << s1 << endl << s2 << endl << s3 << endl << s4 << endl << s5 << endl << s6;
}
void Test_String2()
{
	//[]运算符重载
	string s1 = "abcde";
	cout << s1 << endl;
	s1[0] = 'x';
	cout << s1 << endl;
	//s1[6];   //触发断言终止
	//at 接口: 抛异常
	s1.at(1) = 'y';
	cout << s1 << endl;
	//遍历，修改
	for (size_t i = 0;i < s1.size();i++)
	{
		s1[i]++;
	}
	cout << s1 << endl;
	//迭代器：行为类似于指针
	//正向遍历，修改
	//string::iterator it1 = s1.begin();
	auto it1 = s1.begin();
	for (size_t i = 0;it1 != s1.end();i++)
	{
		(*it1)--;
		it1++;
	}
	cout << s1 << endl;
	//const对象调用迭代器
	const string s2="hello world";
	string::const_iterator it2 = s2.begin();
	//const反向迭代
	string::const_reverse_iterator tit2 = s2.rbegin();


	list<int> lit;
	lit.push_back(1);
	lit.push_back(2);
	lit.push_back(3);
	string::iterator ret = find(s1.begin(), s1.end(), 'x');
		if (ret != s1.end())
		{
			cout << "找到x" << endl;
		}
	list<int>::iterator ret2 = find(lit.begin(), lit.end(), 2);
	//char* ret3= find(s1.begin(), s1.end(), 'x');
	// 引用
	int i = 0;
	int& r1 = i;
	// r2不是int&引用，是int
	auto r2 = r1;
	//r3是int& 引用
	auto& r3 = r1;
	cout << &r2 << endl;
	cout << &r1 << endl;
	cout << &i << endl;
	cout << &r3 << endl;
}
void Test_String3()
{
	//string s1 = "引用";
	//s1[0]++;
	//cout << s1 << endl;
	string s1 = "abcde";
	cout << s1 << endl;
	s1[0] = 'x';
	cout << s1 << endl;
	//s1[6];   //触发断言终止
	//at 接口: 抛异常
	s1.at(6) = 'y';
	cout << s1 << endl;
}
void Test_String4()
{
	string s1("hello world");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	s1.clear();
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.capacity() << endl;
	//s1.reserve(20);
	//cout << s1.capacity() << endl;
	//s1.reserve(14);
	//cout << s1.capacity() << endl;
}
void Test_String5()
{
	//[]运算符重载
	string s1 = "abcde";
	cout << s1 << endl;
	s1[0] = 'x';
	cout << s1 << endl;
	//s1[6];   //越界访问， 触发断言终止
	//遍历，修改
	for (size_t i = 0;i < s1.size();i++)
	{
		s1[i]++;
	}
	cout << s1 << endl;
}
int main()
{
	try
	{
		Test_String3();
	}
	catch (const exception& e)
	{
		cout << e.what() << endl;
	}
	/*Test_String3();*/
	//string s1("abcde");
	//string s2(s1);
	//cout << s1.size() << endl;
	//s1.resize(1);
	//cout << s1 << endl;
	//s2.resize(10, 'x');
	//cout<<s2<<endl;
	//Test_String5();
	return 0;
}

小结

本篇作为 std::string 的入门篇，我们从 C 语言字符串的弊端出发，明确了学习 string 类的必要性，并给出了两道经典的面试题作为引子。

接着，我们简要回顾了 auto 关键字和范围 for 的基本原理。

在 string 类的常用接口部分，我们重点学习了：

成员函数：默认构造、拷贝构造、赋值运算符重载，掌握了如何创建和复制字符串对象。

迭代器：理解了迭代器作为“通用指针”的作用，知道了 begin()/end() 的用法，并区分了 const_iterator 与普通迭代器的使用场景。

容量相关接口：size() 获取字节数，resize() 改变有效字符个数，reserve() 预分配内存以避免频繁扩容，clear() 清空内容，empty() 判空。

元素访问：operator[] 和 at() 的区别（后者边界检查），以及如何利用迭代器遍历和修改字符串。

由于篇幅有限，string 的修改器（Modifiers）（如 append、insert、erase、replace、push_back、pop_back 等）以及字符串操作（String operations）（如 c_str、find、rfind、substr 等）尚未展开。这些内容将在下一篇博客中详细讲解，并会结合大量示例展示如何高效地操作字符串。

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