【C++】string的接口从生涩到灵活使用——这篇文章就够了
目录
第一类题目：反转字符串类型
1.反转字母（初级）
正向迭代器
题目讲解
2.反转字母（中级）
reverse和size
题目讲解
3.反转字母（高级）
find和resize
题目讲解
第二类题目：一个字符串的子字符串
1.模拟实现strStr()
KMP算法
理论讲解
代码实现
使用next数组模拟实现strStr()
2.重复的子字符串
erase 和 operator+
题目讲解
第三类题目：一些值得注意的细节
字符串最后一个单词的长度
getline 和 cin
题目讲解
本篇文章其实是以笔者在LeetCode的刷题经历为基础而诞生的。string的接口有100多个，实在有些繁杂，哪些应该熟练掌握，哪些应该简单了解，自己摸索其实成本其实还是挺高的，所以我想这一篇文章能够带给你帮助。内容有些长，只要你耐心看完一定会有很大的收货。各位刚接触string的同道中人也可以先刷刷这些题试试水。
第一类题目：反转字符串类型
反转字母（初级）
反转字母(初级)
正向迭代器
在此之前，我们先来介绍关于正向迭代器的两个接口：
先来看如何使用：
void test_string1()
{
string s = "abcdefg";
/*迭代器的使用：iterator 是一种在string类域中被重新命名的类型，所以string::iterator
表示类型*/
string::iterator it_begin = s.begin();
string::iterator it_end = s.end();
/*string迭代器行为类似于指针，begin()接口获得字符串的起始位置
end()接口获得字符串最终的位置（也就是'\0'的位置）*/
cout << *it_begin << ' ' << *(it_end - 1) << endl;
//我们可以像指针一样操作string迭代器：
while (it_begin <= it_end - 1)
{
(*it_begin) -= 32; //全部转成大写字母
cout << *it_begin << ' ';
++it_begin;
}
cout << endl;
} //运行结果如下图：
题目讲解
这道题思路很简单，使用前后指针，往中间移动的过程中，将字母交换即可，这道题就来使用一下迭代器，直接附上代码实现：
class Solution {
public:
string reverseOnlyLetters(string& s) {
//定义前后指针
string::iterator it_begin = s.begin(), it_end = s.end() - 1;
while(it_begin 'A'
&& *it_begin < 'Z'...... 的逻辑*/
while(it_begin < it_end && !isalpha(*it_begin))
{
++it_begin;
}
while(it_begin < it_end && !isalpha(*it_end))
{
--it_end;
}
if(it_begin < it_end)
{
swap(*it_begin, *it_end);
++it_begin;
--it_end;
}
}
return s;
}
};
2.反转字母（中级）
反转字母(中级)
在此之前我们来介绍两个接口：
reverse和size
先来看如何使用：
void test_string2()
{
//reverse和size的使用
string s = "hello";
//size获得字符串的长度，且不包含'\0'
size_t sz = s.size();
cout << sz << endl;
string::iterator it_begin = s.begin(), it_end = s.end();
/*reverse在std的命名空间中，也就是说使用std命名空间后可以直接调用该接口
该函数的两个参数的类型必须是迭代器，且区间是左闭右开
该函数效果是：实现字符串的翻转,与上一题类似*/
reverse(it_begin, it_end);
cout << s << endl;
}//效果如下图所示：
题目讲解
思路上也不算难，只不过比第一题多加了一些限制条件而已，我们以每2k个为一组进行遍历，将前k个进行翻转；对于最后不满2k个进行特殊判断即可，附上代码实现：
class Solution {
public:
string reverseStr(string& s, int k) {
for(size_t i = 0; i < s.size(); i += 2 * k)
{
//i + k <= s.size()确保迭代器不会越界
if(i + k <= s.size())
{
//对前k个进行翻转
reverse(s.begin() + i, s.begin() + i + k);
}
else
{
//剩余的不满k个全部翻转
reverse(s.begin() + i, s.end());
}
}
return s;
}
};
3.反转字母（高级）
3反转字母(高级)
在此之前我们先来介绍两个接口：
find和resize
先来看看如何使用：
void test_string3()
{
//find的介绍：
string s = "hello world hello programmer";
//1.常见用法：直接传入你想找的某个字符，返回第一个出现该字符的下标(类型：size_t)
//比如这里我想找第一个空格出现的位置：
size_t pos1 = s.find(' ');
cout << pos1 << endl;
//2.当然如果没有找到，语法规定返回string::npos，这里来验证一下：
//我们找一个字符'z'，但是字符串中并不存在
size_t pos2 = s.find('z');
if (pos2 == string::npos)
cout << "yes" << endl;
else
cout << "no" << endl;
/*3.小应用：查找文件后缀名
现在有一个文件名为：test.cpp,我想获得后缀如何操作？*/
string file = "test.cpp";
size_t pos3 = file.find('.');
//这里介绍一个接口:substr,给定范围后可以返回子子字符串
string suffixName = file.substr(pos3, file.size()-pos3);
cout << suffixName << endl;
//4.另一个常见用法：查找模式串是否存在，比如：
string haystack = "hello world hello everyone";
string needle = "everyone";
if (haystack.find(needle) != string::npos)
cout << "find!" << '\n';
else
cout << "none!" << '\n';
/*当然你也可以这样用：haystack.find("everyone");
这里的原理就是：这个传入的字符串会隐式类型转化为string类型，然后再进行查找
当find只传入需要查找的对象作为参数时，默认从0位置开始查找，如果想从特定某个位置
开始查找，需要传入具体的开始位置，例如：*/
haystack.find(needle, 5);
}//运行结果如下图所示：
void test_string4()
{
//resize的使用：
string s1 = " hello world ";
//使用快慢指针法：
size_t fast = 0, slow = 0;
while (fast < s1.size())
{
if(s1[fast] != ' ')
{
if (slow != 0)
{
s1[slow] = ' ';
++slow;
}
while (fast < s1.size() && s1[fast] != ' ')
{
s1[slow++] = s1[fast++];
}
}
++fast;
}
//resize：重新改变s1的空间大小，传入的参数(类型size_t)是你想让空间最终变成你指定的大小
s1.resize(slow);
cout << s1 << endl;
}//运行结果如下图所示：
题目讲解
对整个字符串进行翻转的操作不难：
//只需使用一次reverse即可： string s = "the sky is blue"; reverse(s.begin(), s.end());
接下来如何对每个单词进行翻转？
笔者一开始是想使用find来找到每个空格的位置，以此来控制每两个空格之间的单词进行翻转，这种操作有点冗杂，还需要特别处理一些头尾单词，得到如下代码：
string reverseSeriesWords(string& s)
{
size_t pos = s.find(' '); //找到第一个空格位置
size_t index = 0;
reverse(s.begin() + index, s.begin() + pos); //单独控制第一个单词
while (s.find(' ', pos + 1) != string::npos)//进入循环进行遍历，每两个空格使用一次 reverse
{
index = pos;
pos = s.find(' ', index + 1);
reverse(s.begin() + index + 1, s.begin() + pos);
}
reverse(s.begin() + pos + 1, s.end()); //最后单独控制最后一个单词
return s;
}
后来，经过反思与借鉴得到更好的代码如下：
void reverse(string& s, int start, int end)
{ //翻转，区间写法：左闭又闭 []
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--)
{
swap(s[i], s[j]); //调用库函数swap
}
}
void reverseSeriesWords(string& s)
{
int start = 0;
for (int i = 0; i <= s.size(); ++i)
{
if (i == s.size() || s[i] == ' ')
{ //到达空格或者串尾，说明一个单词结束,进行翻转。
reverse(s, start, i - 1); //翻转，注意是左闭右闭 []的翻转。
start = i + 1; //更新下一个单词的开始下标start
}
}
}
最终得到完整的代码如下：
class Solution {
public:
void reverse(string& s, int start, int end)
{ //翻转，区间写法：左闭又闭 []
for (int i = start, j = end; i < j; i++, j--)
{
swap(s[i], s[j]);
}
}
void removeSpaces(string& s) //移除空格我们在将rsize接口的时候已经实现过了
{
size_t fast = 0, slow = 0;
while (fast < s1.size())
{
if(s1[fast] != ' ')
{
if (slow != 0)
{
s1[slow] = ' ';
++slow;
}
while (fast < s1.size() && s1[fast] != ' ')
{
s1[slow++] = s1[fast++];
}
}
++fast;
}
//resize：根据你的指定，重新改变s1的空间大小
s1.resize(slow);
}
string reverseSeriesWords(string& s)
{
removeSpaces(s); //去除多余空格
reverse(s, 0, s.size() - 1);
int start = 0;
for (int i = 0; i <= s.size(); ++i)
{
if (i == s.size() || s[i] == ' ')
{ //到达空格或者串尾，说明一个单词结束，进行翻转。
reverse(s, start, i - 1); //翻转，注意是左闭右闭 []的翻转。
start = i + 1; //更新下一个单词的开始下标start
}
}
return s;
}
};
第二类题目：一个字符串的子字符串
1.模拟实现strStr()
模拟实现strStr()
做这道题之前，先想一个问题：
给定文本串：a a b a a b a a f （长度假设为N）
给定模式串：a a b a a f （长度假设为M）
如何在前文本符串中查找模式串是否存在？
我第一个想到的是暴力求解，直接走两层循环来匹配，但是时间复杂度很高：O(M * N)，那么有没有更优化得分方法？这里介绍KMP算法
KMP算法
理论讲解
KMP主要应用在字符串匹配上，KMP的主要思想是当出现字符串不匹配时，可以知道一部分之前已经匹配的文本内容，可以利用这些信息避免从头再去做匹配了。
代码实现
而前缀表就是存放在next数组里面，下面我们介绍如何通过代码实现——传入一个模式串能够得到其next数组的函数
1.首先我们对next数组进行初始化
size_t i, j = 0; //定义两个指针，之后用来遍历 next[0] = j //将next数组第一个位置初始化为0
2.处理前后缀相同和不同的情况
首先得知道一个点：
//给出代码：
void getNext(int* next, const string& s) {
int j = -1;
next[0] = j;
for(int i = 1; i = 0 && s[i] != s[j + 1])
{
j = next[j]; // 向前回退
}
//当前后缀相同：
if (s[i] == s[j + 1])
{
j++;
}
next[i] = j; // 将j（前缀的长度）赋给next[i]
}
}//运行结果如下：
至此我们next数组构建的函数已经完成
使用next数组模拟实现strStr()
思路讲解：首先我们先得到needle的next数组
int next[needle.size()]; getNext(next, needle);
接着我们开始遍历haystack与needle
size_t j = 0;
for(size_t i = 0; i 0 && haystack[i] != needle[j])
{
j = next[j - 1];
}
//没出现冲突时一直往后匹配即可
if(haystack[i] == needle[j])
{
++j;
}
//当j遍历到最后等于模式串的长度时仍没有出现冲突即证明存在子串
//这时我们返回下标即可
if(j == needle.size())
{
return (i - needle.size() + 1);
}
}
如下附上完整代码：
class Solution {
public:
void getNext(int* next, string& s)
{
//初始化
size_t j = 0;
next[0] = j;
//得到next数组
for(size_t i = 1; i 0)
{
if(s[i] != s[j])
{
j = next[j - 1];
}
else
break;
}
if(s[i] == s[j])
++j;
next[i] = j;
}
}
int strStr(string haystack, string needle) {
if(needle.size() == 0)
{
return 0;
}
int next[needle.size()];
getNext(next, needle);
size_t j = 0;
for(size_t i = 0; i 0 && haystack[i] != needle[j])
{
j = next[j - 1];
}
if(haystack[i] == needle[j])
{
++j;
}
if(j == needle.size())
{
return (i - needle.size() + 1);
}
}
return -1;
}
};
2.重复的子字符串
重复的子字符串
再次之间我们先来介绍两个接口:
erase 和 operator+
void test_string7()
{
//operator+ 用法：
string s = "hello ";
string tmp = "world";
//创建一个新变量来接收
//可以+ 一个string对象：
string newstr = s + tmp;
cout << newstr << endl;
//也可以单独加一个字符:
string newstr2 = newstr + '!';
cout << newstr2 << '\n';
//operator+= 用法：
s += tmp;
s += '!';
cout << s << endl;
//不过不建议多用erase接口，尾部删除还好，如果中间删除还要挪动数组，时间复杂度就为O(N)了
}//运行结果如下图:
void test_string8()
{
//erase的用法：
string s = "hello world";
//1.删除指定位置字符,参数为迭代器：
s.erase(s.begin());
cout << s << endl;
//2.删除指定范围字符串,参数为迭代器,区间为左闭右开：
string s2 = "hello world";
s2.erase(s2.begin(), s2.begin() + 5);
cout << s2 << endl;
//3.删除指定范围字符,参数为size_t,区间为左闭右开：
string s3 = "hello world";
s3.erase(0, 6);
cout << s3 << endl;
}//代码演示如下图：
题目讲解
这里介绍两种解题方法：
1.移动匹配：
接下来附上代码：
class Solution {
public:
bool repeatedSubstringPattern(string s) {
string newstr = s + s;
string::iterator it_begin = newstr.begin(), it_end = newstr.end();
newstr.erase(it_end - 1); //删除尾
newstr.erase(it_begin); //删除头
if(newstr.find(s) != string::npos)
{
return true;
}
else
return false;
}
};
2.KMP算法逻辑解决
接下来我们以字符串”abababab”为例，得到next数组
接下来附上代码实现：
class Solution {
public:
void getNext(int* next, string& s)
{
size_t j = 0;
next[0] = j;
for(size_t i = 1; i 0 && s[i] != s[j])
{
j = next[j - 1];
}
if(s[i] == s[j])
++j;
next[i] = j;
}
}
bool repeatedSubstringPattern (string& s) {
if (s.size() == 0) {
return false;
}
int next[s.size()];
getNext(next, s);
int len = s.size();
if (next[len - 1] != 0 && len % (len - (next[len - 1] )) == 0) {
return true;
}
return false;
}
};
第三类题目：一些值得注意的细节
字符串最后一个单词的长度
字符串最后一个单词的长度
在这之前先来介绍两个接口：
getline 和 cin
void test_string9()
{
string s1, s2;
//现在想对s1输入"hello"
cin >> s1;
cout << s1 <> s2;
cout << s2 << endl;
} //代码运行结果如下图所示：
为什么输入了“hello world”最后打印却只有“hello”？
因为对于cin来说，空格就表示对当前对象输入完成了，而在空格后面继续输入，数据保存在缓存中，但是没有另外的对象接收，在程序运行完就自动丢弃了。所以cin无法对一个对象输入带着空格的英文词组，或者句子。
这个时候只能用getline了：
题目讲解
这题本身没有什么难度，只是想区别一些getline和cin的用法，避免混淆，这里直接附上代码：
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
string line;
while(getline(cin, line))
{
size_t pos = line.rfind(' '); //rfind和find使用方式一样，只不过是find是从前往后找， refind是从后往前找
cout<<line.size()-pos-1<<endl;
}
return 0;
}
好了，文章到这里结束了，本篇文章介绍了常见的string接口的使用，但是并不完全，实际上还需要读者在平时的时候查查文档，加深印象。
最后附上一个大佬对于string类的认识：
STL_string类到底怎么啦？
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