C/C++字串處理之String ADT

概要

字串是什嗎？我們認為，與其說它是一個類，不如說它只是一個ADT（抽象資料類型）。

目前C++中的 字串類

目前廣泛採用的C++字串類有二：std::string（basic_string，由STL提供）、CString（由MFC或者WTL提供 ）。它們的實現非常類似，都是帶引用計數的、基於線性資料結構的字串。不過SGI STL的Rope打破了這個規矩。它採用了一 種基於樹結構的組織方式來實現字串。

如何理解字串只是ADT？

我們知道，基於值的容器主要有：

動 態數組（std::vector）

雙向鏈表（std::list）

單向鏈表（std::slist，非STL標準）

雙向隊列 （std::deque）

std::deque其實是分段連續的、介於數組和鏈表之間的資料結構。這裡不進行詳細介紹，關於 std::deque的介紹，請參見這裡。

這些容器都可以成為實現字串的基礎容器。例如，我們的StringBuilder基於 std::vector實現；我們的TextPool基於std::deque實現。

也許你有疑問：是的，基於std::vector或者std::deque可以 理解，但是，這世上有基於鏈表的字串嗎？然而世界之大，確實無奇不有。據“不完全”統計，多數函數式語言（ 如Erlang）確實採用單向鏈表實現字串。

無論採用什麼具體的實現，最後我們都會儘力去提供一個一致的字串操作 介面。所以，從這個意義上說，字串只是一個ADT（抽象資料類型），它可以有多種實現，使用者按照具體的需求選擇一種最 合適自己用況的字串類。

字串操作介面

在StdExt庫中，字串這個ADT的規格定義如下：

常字串

不可變的字串類，應該至少包含以下方法：

template　<class　_E>
concept　 ConstString
{
public:
　　typename　value_type;
　　typename　size_type,　 difference_type;
　　typename　reference,　const_reference;
　　typename　iterator,　 const_iterator;

public:
　　iterator　begin()　const;
　　iterator　end()　const;

　　reverse_iterator　rbegin()　const;
　　reverse_iterator　rend()　const;

　　 const_reference　at(size_type　i)　const;
　　const_reference　operator[](size_type　i)　const;

　　size_type　size()　const;
　　bool　empty()　const;

　　basic_string<_E>　stl_str()　 const;　//　轉為STL　string

public:
　　//　取字串的字串

　　template　<class　 AllocT>
　　BasicString<_E>　substr(
　　　　AllocT&　alloc,　size_type　from　=　0,　 size_type　count　=　(size_type)-1)　const;

public:
　　//　在字串中尋找子串（正向尋找）。

　　iterator　find(const　TempString<_E>　pattern,　iterator　from　=　begin())　const;
　　 iterator　find(const　_E*　pattern,　size_type　len,　iterator　from　=　begin())　const;

public:
　　//　在字串中尋找子串（反向尋找）。

　　iterator　rfind(const　TempString<_E>　pattern, 　iterator　from　=　begin())　const;
　　iterator　rfind(const　_E*　pattern,　size_type　len,　iterator　 from　=　begin())　const;

public:
　　//　尋找某個集合中的字元在字串中第一次出現的位置（正向查 找）。

　　iterator　find_first_of(
　　　　const　TempString<_E>　pattern,　iterator　 from　=　begin())　const;

　　iterator　find_first_of(
　　　　const　_E*　pattern,　size_type　 len,　iterator　from　=　begin())　const;

public:
　　//　尋找某個集合中的字元在字串中第一次出 現的位置（反向尋找）。

　　reverse_iterator　find_last_of(
　　　　const　TempString<_E>　 pattern,　reverse_iterator　from　=　rbegin())　const;

　　reverse_iterator　find_last_of(
　　 　　const　_E*　pattern,　size_type　len,　reverse_iterator　from　=　rbegin())　const;

public:
　　//　在字串中尋找不在集合中出現的第一個字元的位置（正向尋找）。

　　iterator　find_first_not_of (
　　　　const　TempString<_E>　pattern,　iterator　from　=　begin())　const;

　　 iterator　find_first_not_of(
　　　　const　_E*　pattern,　size_type　len,　iterator　from　=　begin())　 const;

public:
　　//　在字串中尋找不在集合中出現的第一個字元的位置（反向尋找）。

　　reverse_iterator　find_last_not_of(
　　　　const　TempString<_E>　pattern,　reverse_iterator　 from　=　rbegin())　const;

　　reverse_iterator　find_last_not_of(
　　　　const　_E*　pattern, 　size_type　len,　reverse_iterator　from　=　rbegin())　const;

public:
　　//　比較兩個字串。

　　int　compare(const　TempString<_E>　b)　const;
　　int　compare(const　_E*　b,　 size_type　blen)　const;
　　int　compare(size_type　from,　size_type　count,　const　TempString<_E> 　b)　const;
　　int　compare(size_type　from,　size_type　count,　const　_E*　b,　size_type　blen)　 const;

public:
　　//　比較兩個字串（傳入單字元的比較函數）。

　　template　 <class　_Compr>
　　int　compare_by(const　TempString<_E>　b,　_Compr　cmp)　const;

　　template　<class　_Compr>
　　int　compare_by(const　_E*　b,　size_type　blen,　_Compr　cmp)　 const;

public:
　　//　比較兩個字串（忽略大小寫）。

　　int　icompare(const　 TempString<_E>　b)　const;
　　int　icompare(const　_E*　b,　size_type　blen)　const;

public:
　　//　判斷是否包含指定的串。

　　bool　contains(const　TempString<_E>　b)　 const;
　　bool　contains(const　_E*　b,　size_type　blen)　const;

public:
　　template　 <class　LogT>
　　void　trace(LogT&　log)　const;　//　在log中顯示該字串。

public:
　　//　交換兩個字串

　　void　swap(ConstString&　b);
}

template 　<class　_E>　//　比較兩個字串
bool　operator<cmp>(const　ConstString<_E>&　a,　 const　ConstString<_E>&　b);
//　這裡<cmp>是各種比較的算符，如==、!=、<、<=、>、 >=等等。