凡人視角C++之string(上)

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　　好久沒有更新部落格了，這段時間一直在忙影像處理的項目，最近空了下來，也是時候整合C++的相關內容，靜心感受下程式設計語言的魅力，和大家共同探討學習。我將以標頭檔的形式展開學習，且只講述相關介面的應用，至於內部具體的實現，鑒於本人水平有限，不敢獻醜。經過考慮，決定先從和資料結構相關的標頭檔開始，因為這些標頭檔裡的內容在OJ裡經常要用到。今天要學習的是string標頭檔，這裡的string是C++裡的string，而C裡的string在C++裡仍然保留，標頭檔名為cstring，這裡不做展開。在此說明：以下的代碼都是在VS 2015編譯環境下運行。

Some Detailsbasic_string　　

　　實際上，string標頭檔裡並不只有string這個類型，這個標頭檔裡最主要的是一個叫basic_string的類模板，這個類模板的聲明如下：

template < class charT,           class traits = char_traits<charT>,           class Alloc = allocator<charT>           > class basic_string;

　　上面的類模板構造有點複雜，我們沒有必要深究，只需要知道我們可以在basic_string這個類中自訂三種類型作為member type就行了。其中的charT (character type)是最重要的模板參數，它直接說明了字串中的元素類型，另外兩個類型均採用預設參數(以charT為參數構建的類)即可。

　　為什麼要提basic_string這玩意兒呢，因為string類型正是basic_string的special type，在實際操作中，最常使用的是char類型(字元型)，故只需將上面的charT轉換為char便是string類型了。string類型的構造如下：

typedef basic_string<char> string;      //元素為8bits字元類型

　　類似的，在c++內建類型中，還有wstring、u16string和u32string(後兩個是在c++11標準下)，我們可以根據實際需要選取字串類型，它們的構造如下：

typedef basic_string<wchar_t> wstring;      //16位或32位typedef basic_string<char16_t> u16string;   //16位typedef basic_string<char32_t> u32string;   //32位

String versus Character Array

　　之前看到過一篇文章，講到了string和char*，我在此做個總結。

1. string記憶體由系統進行管理，自動實現記憶體的申請和釋放；而char* 則需要自己管理。如果你要使用的記憶體較大，則string系統自動申請的記憶體可能不夠使用。因此，在使用記憶體大小知道的情況下，建議使用char* ，而當使用記憶體具體大小未知，但記憶體不大時可以使用string。

2. string相比char* 有一個優點，c++標準庫對string類進行了封裝，裡面的各種成員函數處理字串相當方便，這也是我常用string的一個原因。

   至於string和char類型的vector有什麼區別，我倒還沒有深究過，大概是成員函數不同吧，知道的小夥伴可以在下面留言下。

ElaborationMember Functionsstring::string

string();       //(1)預設建構函式，構造一個Null 字元串，字串長度為0string(const string& str);      //(2)拷貝建構函式string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos);//(3)複製str一部分，pos是起始位置，len是複製的字串長度（預設值是到字串底部）這裡要注意str的第一個字元pos=0string(const char* s);  //(4)複製C模式下s指標指向的字元數組(字串)string(const char* s, size_t n);    //(5)複製前n個字元數組元素string(size_t n,char c);        //(6)複製n個連續的字元ctemplate <class InputIterator>  string(InputIterator first, InputIterator last);//(7)利用iterator複製字元序列，範圍為[first,last)，注意最後一個不包括string(initializer_list<char> il);  //(8)將初始化列表il轉換為stringstring(string&& str) noexcept; //(9)右值引用str，並且不拋出異常資訊。

　　關於右值引用和move語義這塊內容，是C++11的新特性，我當時琢磨了很久也還是雲裡霧裡，估計是自己悟性不夠高，我覺得有兩篇文章寫得還不錯，貼在這裡。另外，不知右值和臨時變數有何不同，知道的小夥伴也可以在下面留言。

https://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/1307_lisl_c11/

https://my.oschina.net/letiantian/blog/470921

Demonstration:      //為簡略，今後代碼將省略cout，自己操作時應加上#include<iostream>#include<string>        //調用string標頭檔#include<initializer_list>  //(8)中要用到using namespace std;string test(const string& x)    //(9)的測試函數，產生右值{    return x;}int main(){    string s4("string now");    //(4)    string s1;      //(1)    string s2(s4);  //(2)    string s3a(s4, 7, 3);   //(3)設定長度    string s3b(s4, 7);  //(3)預設長度，也就是到底部    string s5("string now", 6); //(5)    string s6(3, ‘6‘);  //(6)    string s7(s4.begin(), s4.begin() + 6);    //(7)begin函數後面會提到，可以產生iterator    initializer_list<char> s0 = {‘s‘, ‘t‘, ‘r‘, ‘i‘, ‘n‘, ‘g‘};    //產生initializer_list    string s8(s0);  //(8)    string s9(test(s4));    //(9)}//自行將注釋中的序號與上面的序號對照進行學習

　　結果如下，看看是不是和你們想象中的一樣呢。

string::operator=

string& operator= (const string& str);  //(1)賦值string類型變數string& operator= (const char* s);      //(2)賦值c風格字串string& operator= (char c);             //(3)賦值一個字元，字串長度為1string& operator= (initializer_list<char> il); //(4)賦值初始化列表ilstring& operator= (string&& str) noexcept;  //(5)利用右值引用賦值

Demonstration:#include<iostream>#include<string>        //調用string標頭檔#include<initializer_list>  //(4)中要用到using namespace std;string test(const string& x)    //(5)的測試函數，產生右值{    return x;}int main(){    string s1, s2, s3, s4, s5;      //為把operator=和建構函式分開，使用預設建構函式    s2 = "string now";      //(2)    s1 = s2;                //(1)    s3 = ‘6‘;               //(3)    initializer_list<char> s0 = {‘s‘, ‘t‘, ‘r‘, ‘i‘, ‘n‘, ‘g‘};    s4 = s0;                //(4)    s5 = test(s2);          //(5)}

Some More Detailsstring類型對象是以’\0’結尾的嘛？

　　估計很多人跟我一樣都想過這個問題，因為在C語言中，系統預設字串都是以’\0’截尾的。我們不妨今天來編個小程式驗證一下。

#include<iostream>#include<string>using namespace std;int main(){    string s0 = "string now";   //初始化s0    if (s0[10] == ‘\0‘)        cout << "Yes." << endl; //如果末尾是‘\0‘，則輸出Yes.    else cout << "No." << endl; //如果末尾不是‘\0‘，則輸出No.    return 0;}

　　在這裡，我們得到了一個令人滿意的答案，說明C++風格的string仍然是以’\0’結尾的，通常情況下，末尾的’\0’我們可以忽略不計。

編碼類別型對string的影響

　　提到這個問題，是因為我注意到了這麼一句話，我在這裡引用一下。

Note that this class handles bytes independently of the encoding used: If used to handle sequences of multi-byte or variable-length characters (such as UTF-8), all members of this class (such as length or size), as well as its iterators, will still operate in terms of bytes (not actual encoded characters).

　　這句話的意思概括起來就是說，不管你使用哪種類型的編碼，string類型的操作都將按一個位元組的方式來處理。我們不禁想到了中文，因為中文是在GB2312中編碼的，而且一個中文字元佔用兩個位元組，這樣會引起什麼問題呢？我們也來測試一下。

#include<iostream>#include<string>using namespace std;int main(){    string s0 = "測試";   //用中文初始化s0    cout << s0 << endl << endl; //查看能否輸出中文    for (int i = 0; i < 2; ++i) //輸出前2個位元組，看看是否會輸出測試兩個字        cout << s0[i] << endl;    return 0;}

　　剛開始，我們將整個字串輸出，看看是否會顯示“測試”這兩個字，結果是這兩個字顯示了，說明c++是可以識別GB2312編碼的。而當我們嘗試將字串按單個位元組輸出的時候，就發現了問題，因為輸出台輸出的是空白，這就說明string類型並不能直接辨別這個是什麼編碼，它只能按單個位元組進行讀取，這就會導致該位元組沒有預設的ASCII編碼可以對應，因此也就不會有內容輸出了。

　　string的內容實在有點多，為了保持頁面的精簡，方便瀏覽，我將把下半部分內容放到下篇博文中。如有錯誤，歡迎指正！

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