Строки в языке C++ (класс string)
В языке C++ для удобной работы со строками есть класс string, для использования которого необходимо подключить заголовочный файл string.
Строки можно объявлять и одновременно присваивать им значения:
string S1, S2 = «Hello»;
Строка S1 будет пустой, строка S2 будет состоять из 5 символов.
Строки в языке C++ могут
Конструкторы строк
Конструкторы можно вызывать явно, например, так:
Неявно конструктор вызывается при объявлении строки с указанием дополнительных параметров. Например, так:
Подробней о конструкторах для строк читайте здесь.
Ввод-вывод строк
Строка выводится точно так же, как и числовые значения:
cout >» для объекта cin:
Можно считывать строки до появления символа конца строки при помощи функции getline. Сам символ конца строки считывается из входного потока, но к строке не добавляется:
Арифметические операторы
Подробней о методе resize.
clear
Подробней о методе clear.
empty
Подробней о методе empty.
push_back
Подробней о методе push_back.
append
Добавляет в конец строки несколько символов, другую строку или фрагмент другой строки. Имеет много способов вызова.
Подробней о методе append.
erase
Подробней о методе erase.
insert
Подробней о методе insert.
substr
Подробней о методе substr.
replace
Заменяет фрагмент строки на несколько равных символов, другую строку или фрагмент другой строки. Способы вызова аналогичны способам вызова метода append, только первыми двумя параметрами являются два числа: pos и count. Из данной строки удаляется count символов, начиная с символа pos, и на их место вставляются новые символы.
Подробней о методе replace.
Подробней о методе find.
rfind
Ищет последнее вхождение подстроки («правый» поиск). Способы вызова аналогичны способам вызова метода find.
Подробней о методе rfind.
find_first_of
Ищет в данной строке первое появление любого из символов данной строки str. Возвращается номер этого символа или значение string::npos.
find_last_of
Ищет в данной строке последнее появление любого из символов данной строки str. Способы вызова и возвращаемое значение аналогичны методу find_first_of.
Подробней о методе find_last_of.
find_first_not_of
Ищет в данной строке первое появление символа, отличного от символов строки str. Способы вызова и возвращаемое значение аналогичны методу find_first_of.
find_last_not_of
Ищет в данной строке последнее появление символа, отличного от символов строки str. Способы вызова и возвращаемое значение аналогичны методу find_first_of.
c_str
Возвращает указать на область памяти, в которой хранятся символы строки, возвращает значение типа char*. Возвращаемое значение можно рассматривать как C-строку и использовать в функциях, которые должны получать на вход C-строку.
Урок №202. Длина и ёмкость std::string
Обновл. 15 Сен 2021 |
При создании строки не помешало бы указать её длину и ёмкость (или хотя бы знать эти параметры).
Длина std::string
Длина строки — это количество символов, которые она содержит. Есть две идентичные функции для определения длины строки:
size_type string::length() const
size_type string::size() const
Обе эти функции возвращают текущее количество символов, которые содержит строка, исключая нуль-терминатор. Например:
Хотя также можно использовать функцию length() для определения того, содержит ли строка какие-либо символы или нет, эффективнее использовать функцию empty():
Есть еще одна функция, связанная с длиной строки, которую вы, вероятно, никогда не будете использовать, но мы все равно её рассмотрим:
size_type string::max_size() const — эта функция возвращает максимальное количество символов, которое может хранить строка. Это значение может варьироваться в зависимости от операционной системы и архитектуры операционной системы.
Ёмкость std::string
Ёмкость строки — это максимальный объем памяти, выделенный строке для хранения содержимого. Это значение измеряется в символах строки, исключая нуль-терминатор. Например, строка с ёмкостью 8 может содержать 8 символов.
size_type string::capacity() const — эта функция возвращает количество символов, которое может хранить строка без дополнительного перераспределения/перевыделения памяти.
Length: 10
Capacity: 15
Примечание: Запускать эту и следующие программы следует в полноценных IDE, а не в веб-компиляторах.
Обратите внимание, ёмкость строки больше её длины! Хотя длина нашей строки равна 10, памяти для неё выделено аж на 15 символов! Почему так?
Здесь важно понимать, что, если пользователь захочет поместить в строку больше символов, чем она может вместить, строка будет перераспределена и, соответственно, ёмкость будет больше. Например, если строка имеет длину и ёмкость равную 10, то добавление новых символов в строку приведет к её перераспределению. Делая ёмкость строки больше её длины, мы предоставляем пользователю некоторое буферное пространство для расширения строки (добавление новых символов).
Но в перераспределении есть также несколько нюансов:
Во-первых, это сравнительно ресурсозатратно. Сначала должна быть выделена новая память. Затем каждый символ строки копируется в новую память. Если строка большая, то тратится много времени. Наконец, старая память должна быть удалена/освобождена. Если вы делаете много перераспределений, то этот процесс может значительно снизить производительность вашей программы.
Во-вторых, всякий раз, когда строка перераспределяется, её содержимое получает новый адрес памяти. Это означает, что все текущие ссылки, указатели и итераторы строки становятся недействительными!
Обратите внимание, не всегда строки создаются с ёмкостью, превышающей её длину. Рассмотрим следующую программу:
Как узнать длину string
В современном стандарте C++ определен класс с функциями и свойствами (переменными) для организации работы со строками (в классическом языке C строк как таковых нет, есть лишь массивы символов char ):
Для работы со строками также нужно подключить стандартный namespace :
Ниже приводится пример программы, работающей со string (в старых си-совместимых компиляторах не работает!):
Рассмотрим эти базовые возможности более подробно.
Инициализация строк при описании и длина строки (не включая завершающий нуль-терминатор):
Строка может быть задана и пустой:
Для проверки того, пуста ли строка, можно сравнить ее длину с 0:
Третья форма создания строки инициализирует объект типа string другим объектом того же типа:
Как скопировать одну строку в другую? С помощью обычной операции присваивания:
Для сцепления строк используется операция сложения ( + ) или операция сложения с присваиванием ( += ). Пусть даны две строки:
Мы можем получить третью строку, состоящую из конкатенации первых двух, таким образом:
Обратное преобразование при этом не работает. Попытка выполнить следующую инициализацию строки встроенного типа вызовет ошибку компиляции:
Чтобы осуществить такое преобразование, необходимо явно вызвать функцию-член с названием c_str() («строка Си»):
Функция c_str() возвращает указатель на символьный массив, содержащий строку объекта string в том виде, в каком она находилась бы во встроенном строковом типе. Ключевое слово const здесь предотвращает «опасную» в современных визуальных средах возможность непосредственной модификации содержимого объекта через указатель.
Но лучше читать документацию по C++ и пользоваться его возможностями. Например, предыдущее действие мы могли бы выполнить вызовом одной-единственной функции replace() :
Задание символов в строке
присваивает значения строке
назначает символы строке
Доступ к отдельным символам
получение указанного символа с проверкой выхода индекса за границы
получение указанного символа
получение первого символа
получение последнего символа
возвращает указатель на первый символ строки
Проверка на вместимость строки
проверяет, является ли строка пустой
возвращает количество символов в строке
возвращает максимальное количество символов
BestProg
Содержание
Поиск на других ресурсах:
1. Какое назначение класса string в программах на C++?
2. Какие модули (библиотеки) нужно подключить, чтобы использовать возможности класса string в MS Visual Studio C++?
Объявление переменной типа string осуществляется точно так же как и обычной переменной. Возможный вариант объявления с одновременной инициализацией.
Класс string есть удобен тем, что позволяет удобно манипулировать строками, используя стандартные (перегруженные) операторы.
С объектами класса string можно использовать нижеследующие операторы
Пример, который демонстрирует использование вышеприведенных операторов
6. Содержит ли класс string конструкторы?
Как и любой класс, класс string имеет ряд конструкторов. Основные из них следующие:
7. Примеры инициализации с помощью конструкторов
Ниже приведены примеры инициализации переменных типа string
Чтобы присвоить одну строку другой, можно применить один из двух методов:
Функция assign() имеет несколько перегруженных реализаций.
Первый вариант – это вызов функции без параметров
В этом случае происходит простое присваивание одной строки другой.
Второй вариант позволяет копировать заданное количество символов из строки:
Третий вариант функции assign() копирует в вызывающий объект первые num символов строки s :
Пример.
Однако, функция append() хорошо подходит, если нужно добавлять часть строки.
Функция имеет следующие варианты реализации:
Первый вариант функции позволяет вставить полностью всю строку s в заданную позицию start вызывающей строки (вызывающего объекта):
В вышеприведенных функциях:
Функция replace() выполняет замену символов в вызывающей строке. Функция имеет следующие варианты реализации:
Для удаления символов из вызывающей строки используется функция erase() :
Пример.
В классе string поиск строки в подстроке можно делать двумя способами, которые отличаются направлением поиска:
Прототип функции find() имеет вид:
Прототип функции rfind() имеет вид:
Пример 1. Фрагмент кода, который демонстрирует результат работы функции find()
Прототип функции compare() :
Пример. Демонстрация работы функции compare() :
Пример 2.
Для определения количества символов в строке используется функция length() без параметров.
Как узнать длину string
На этом шаге мы приведем примеры использования строковых функций.
Определение длины строк.
В функцию strlen() можно передавать и другие виды строк. Например, вы можете определить и инициализировать символьный буфер следующим образом:
Копирование строк.
Аналогичная функция strncpy() ограничивает количество копируемых символов. Если источник ( source ) и приемник ( destination ) являются указателями типа char * или символьными массивами, то оператор
Дублирование строк.
Использование механизма дублирования строк разберем на конкретном примере: создадим функцию, которая выводила бы приглашение и возвращала строку, введенную с клавиатуры. Желательно, чтобы эта строка запоминалась в куче и она занимала бы ровно столько байтов, сколько требуется.
Сравнение строк.
Конкатенация строк.
При вызове функции strcat() убедитесь, что первый аргумент типа char * инициализирован и имеет достаточно места, чтобы запомнить результат. Если c1 адресует строку, которая уже заполнена, а c2 адресует ненулевую строку, оператор strcat(c1, c2); перезапишет конец строки, вызвав серьезную ошибку.
Функция strcat() возвращает адрес результирующей строки (совпадающий с ее первым параметром) и может использоваться как каскад нескольких вызовов функций:
Пример 5 показывает, как можно использовать функцию strcat() для получения в одной строке фамилии, имени и отчества, хранящихся отдельно, например, в виде полей базы данных. Введите фамилию, имя и отчество. Программа сцепит введенные вами строки и отобразит их как отдельную строку.
Если вы не уверены, что в s1 достаточно места, чтобы запомнить результат, используйте альтернативный оператор:
На следующем шаге мы продолжим изучение использования строковых функций.
