CC++语言程序设计笔试面试题15.docx

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CC++语言程序设计笔试面试题15

1string使用

其实,string并不是一个单独的容器,只是basic_string模板类的一个typedef而已,相对应的还有wstring,

你在string头文件中你会发现下面的代码:

extern"C++"{

typedefbasic_stringstring;

typedefbasic_stringwstring;

}//extern"C++"

由于只是解释string的用法,如果没有特殊的说明,本文并不区分string和basic_string的区别。

string其实相当于一个保存字符的序列容器,因此除了有字符串的一些常用操作以外,还有包含了所有的序列容

器的操作。

字符串的常用操作包括:

增加、删除、修改、查找比较、链接、输入、输出等。

详细函数列表参看附

录。

不要害怕这么多函数,其实有许多是序列容器带有的,平时不一定用的上。

如果你要想了解所有函数的详细用法,你需要查看basic_string,或者下载STL编程手册。

这里通过实例介绍一些

常用函数。

1.1充分使用string操作符

string重载了许多操作符,包括+,+=,<,=,,[],<<,>>等,正式这些操作符,对字符串操作非常方便。

看看下面这个例子:

tt.cpp(例程2)

#include

#include

usingnamespacestd;

intmain(){

stringstrinfo="Pleaseinputyourname:

";

cout<

cin>>strinfo;

if(strinfo=="winter")

cout<<"youarewinter!

"<

elseif(strinfo!

="wende")

cout<<"youarenotwende!

"<

elseif(strinfo<"winter")

cout<<"yournameshouldbeaheadofwinter"<

else

cout<<"yournameshouldbeafterofwinter"<

strinfo+=",WelcometoChina!

";

cout<

cout<<"Yournameis:

"<

stringstrtmp="Howareyou?

"+strinfo;

for(inti=0;i

cout<

return0;

}

下面是程序的输出

-bash-2.05b$makett

c++-O-pipe-march=pentiumprott.cpp-ott

-bash-2.05b$./tt

Pleaseinputyourname:

Hero

youarenotwende!

Hero,WelcometoChina!

Howareyou?

Hero,WelcometoChina!

有了这些操作符,在STL中仿函数都可以直接使用string作为参数,例如less,great,equal_to等,因此在把

string作为参数传递的时候,它的使用和int或者float等已经没有什么区别了。

例如,你可以使用:

mapmymap;

//以上默认使用了less

有了operator+以后,你可以直接连加,例如:

stringstrinfo="Winter";

stringstrlast="Hello"+strinfo+"!

";

//你还可以这样:

stringstrtest="Hello"+strinfo+"Welcome"+"toChina"+"!

";

看见其中的特点了吗?

只要你的等式里面有一个string对象,你就可以一直连续"+",但有一点需要保证的是,

在开始的两项中,必须有一项是string对象。

其原理很简单:

系统遇到"+"号,发现有一项是string对象。

系统把另一项转化为一个临时string对象。

执行operator+操作,返回新的临时string对象。

如果又发现"+"号,继续第一步操作。

由于这个等式是由左到右开始检测执行,如果开始两项都是constchar*,程序自己并没有定义两个constchar*

的加法,编译的时候肯定就有问题了。

有了操作符以后,assign(),append(),compare(),at()等函数,除非有一些特殊的需求时,一般是用不上。

然at()函数还有一个功能,那就是检查下标是否合法,如果是使用:

stringstr="winter";

//下面一行有可能会引起程序中断错误

str[100]='!

';

//下面会抛出异常:

throws:

out_of_range

cout<

了解了吗?

如果你希望效率高,还是使用[]来访问,如果你希望稳定性好,最好使用at()来访问。

1.2眼花缭乱的stringfind函数

由于查找是使用最为频繁的功能之一,string提供了非常丰富的查找函数。

其列表如下:

函数名描述find查找rfind反向查找find_first_of查找包含子串中的任何字符,返回第一个位置

find_first_not_of查找不包含子串中的任何字符,返回第一个位置find_last_of查找包含子串中的任何字符

,返回最后一个位置find_last_not_of查找不包含子串中的任何字符,返回最后一个位置以上函数都是被重载

了4次,以下是以find_first_of函数为例说明他们的参数,其他函数和其参数一样,也就是说总共有24个函数

size_typefind_first_of(constbasic_string&s,size_typepos=0)

size_typefind_first_of(constcharT*s,size_typepos,size_typen)

size_typefind_first_of(constcharT*s,size_typepos=0)

size_typefind_first_of(charTc,size_typepos=0)

所有的查找函数都返回一个size_type类型,这个返回值一般都是所找到字符串的位置,如果没有找到,则返回

string:

:

npos。

有一点需要特别注意,所有和string:

:

npos的比较一定要用string:

:

size_type来使用,不要直接

使用int或者unsignedint等类型。

其实string:

:

npos表示的是-1,看看头文件:

template

constbasic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>:

:

size_type

basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>:

:

npos

=basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>:

:

size_type)-1;

find和rfind都还比较容易理解,一个是正向匹配,一个是逆向匹配,后面的参数pos都是用来指定起始查找位

置。

对于find_first_of和find_last_of就不是那么好理解。

find_first_of是给定一个要查找的字符集,找到这个字符集中任何一个字符所在字符串中第一个位置。

或许看

一个例子更容易明白。

有这样一个需求:

过滤一行开头和结尾的所有非英文字符。

看看用string如何实现:

#include

#include

usingnamespacestd;

intmain(){

stringstrinfo="//*---HelloWord!

......------";

stringstrset="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";

intfirst=strinfo.find_first_of(strset);

if(first==string:

:

npos){

cout<<"notfindanycharacters"<

return-1;

}

intlast=strinfo.find_last_of(strset);

if(last==string:

:

npos){

cout<<"notfindanycharacters"<

return-1;

}

cout<

return0;

}

这里把所有的英文字母大小写作为了需要查找的字符集,先查找第一个英文字母的位置,然后查找最后一个英文

字母的位置,然后用substr来的到中间的一部分,用于输出结果。

下面就是其结果:

HelloWord

前面的符号和后面的符号都没有了。

像这种用法可以用来查找分隔符,从而把一个连续的字符串分割成为几部分

,达到shell命令中的awk的用法。

特别是当分隔符有多个的时候,可以一次指定。

例如有这样的需求:

张三|3456123,湖南

李四,4564234|湖北

王小二,4433253|北京

...

我们需要以"|"","为分隔符,同时又要过滤空格,把每行分成相应的字段。

可以作为你的一个家庭作业来试试

,要求代码简洁。

1.3stringinsert,replace,erase

了解了string的操作符,查找函数和substr,其实就已经了解了string的80%的操作了。

insert函数,replace函

数和erase函数在使用起来相对简单。

下面以一个例子来说明其应用。

string只是提供了按照位置和区间的replace函数,而不能用一个string字串来替换指定string中的另一个字串。

这里写一个函数来实现这个功能:

voidstring_replace(string&strBig,conststring&strsrc,conststring&strdst){

string:

:

size_typepos=0;

string:

:

size_typesrclen=strsrc.size();

string:

:

size_typedstlen=strdst.size();

while((pos=strBig.find(strsrc,pos))!

=string:

:

npos){

strBig.replace(pos,srclen,strdst);

pos+=dstlen;

}

}看看如何调用:

#include

#include

usingnamespacestd;

intmain(){

stringstrinfo="ThisisWinter,Winterisaprogrammer.DoyouknowWinter?

";

cout<<"Orignstringis:

\n"<

string_replace(strinfo,"Winter","wende");

cout<<"AfterreplaceWinterwithwende,thestringis:

\n"<

return0;

}其输出结果:

Orignstringis:

ThisisWinter,Winterisaprogrammer.DoyouknowWinter?

AfterreplaceWinterwithwende,thestringis:

Thisiswende,wendeisaprogrammer.Doyouknowwende?

如果不用replace函数,则可以使用erase和

insert来替换,也能实现string_replace函数的功能:

voidstring_replace(string&strBig,conststring&strsrc,conststring&strdst){

string:

:

size_typepos=0;

string:

:

size_typesrclen=strsrc.size();

string:

:

size_typedstlen=strdst.size();

while((pos=strBig.find(strsrc,pos))!

=string:

:

npos){

strBig.erase(pos,srclen);

strBig.insert(pos,strdst);

pos+=dstlen;

}

}当然,这种方法没有使用replace来得直接。

2string和C风格字符串

现在看了这么多例子,发现constchar*可以和string直接转换,例如我们在上面的例子中,使用

string_replace(strinfo,"Winter","wende");来代用

voidstring_replace(string&strBig,conststring&strsrc,conststring&strdst)在C语言中只有

char*和constchar*,为了使用起来方便,string提供了三个函数满足其要求:

constcharT*c_str()const

constcharT*data()const

size_typecopy(charT*buf,size_typen,size_typepos=0)const其中:

c_str直接返回一个以\0结尾的字符串。

data直接以数组方式返回string的内容,其大小为size()的返回值,结尾并没有\0字符。

copy把string的内容拷贝到buf空间中。

你或许会问,c_str()的功能包含data(),那还需要data()函数干什么?

看看源码:

constcharT*c_str()const

{if(length()==0)return"";terminate();returndata();}原来c_str()的流程是:

先调用

terminate(),然后在返回data()。

因此如果你对效率要求比较高,而且你的处理又不一定需要以\0的方式结束,

你最好选择data()。

但是对于一般的C函数中,需要以constchar*为输入参数,你就要使用c_str()函数。

对于c_str()data()函数,返回的数组都是由string本身拥有,千万不可修改其内容。

其原因是许多string实现

的时候采用了引用机制,也就是说,有可能几个string使用同一个字符存储空间。

而且你不能使用sizeof

(string)来查看其大小。

详细的解释和实现查看EffectiveSTL的条款15:

小心string实现的多样性。

另外在你的程序中,只在需要时才使用c_str()或者data()得到字符串,每调用一次,下次再使用就会失效,如:

stringstrinfo("thisisWinter");

...

//最好的方式是:

foo(strinfo.c_str());

//也可以这么用:

constchar*pstr=strinfo.c_str();

foo(pstr);

//不要再使用了pstr了,下面的操作已经使pstr无效了。

strinfo+="Hello!

";

foo(pstr);//错误!

会遇到什么错误?

当你幸运的时候pstr可能只是指向"thisisWinterHello!

"的字符串,如

果不幸运,就会导致程序出现其他问题,总会有一些不可遇见的错误。

总之不会是你预期的那个结果。

3string和CharactorTraits

了解了string的用法,该详细看看string的真相了。

前面提到string只是basic_string的一个typedef。

看看

basic_string的参数:

template,

classAllocator=allocator>

classbasic_string

{

//...

}char_traits不仅是在basic_string中有用,在basic_istream和basic_ostream中也需要用到。

就像SteveDonovan在过度使用C++模板中提到的,这些确实有些过头了,要不是系统自己定义了相关的一些属性

,而且用了个typedef,否则还真不知道如何使用。

但复杂总有复杂道理。

有了char_traits,你可以定义自己的字符串类型。

当然,有了char_traits

char_traits你的需求使用已经足够了,为了更好的理解string,咱们来看看char_traits都有哪

些要求。

如果你希望使用你自己定义的字符,你必须定义包含下列成员的结构:

表达式描述

char_type字符类型

int_typeint类型

pos_type位置类型

off_type表示位置之间距离的类型

state_type表示状态的类型

assign(c1,c2)把字符c2赋值给c1

eq(c1,c2)判断c1,c2是否相等

lt(c1,c2)判断c1是否小于c2

length(str)判断str的长度

compare(s1,s2,n)比较s1和s2的前n个字符

copy(s1,s2,n)把s2的前n个字符拷贝到s1中

move(s1,s2,n)把s2中的前n个字符移动到s1中

assign(s,n,c)把s中的前n个字符赋值为c

find(s,n,c)在s的前n个字符内查找c

eof()返回end-of-file

to_int_type(c)将c转换成int_type

to_char_type(i)将i转换成char_type

not_eof(i)判断i是否为EOF

eq_int_type(i1,i2)判断i1和i2是否相等

想看看实际的例子,你可以看看sgiSTL的char_traits结构源码.

现在默认的string版本中,并不支持忽略大小写的比较函数和查找函数,如果你想练练手,你可以试试改写一个

char_traits,然后生成一个case_string类,也可以在string上做继承,然后派生一个新的类,例如:

ext_string,提供一些常用的功能,例如:

定义分隔符。

给定分隔符,把string分为几个字段。

提供替换功能。

例如,用winter,替换字符串中的wende

大小写处理。

例如,忽略大小写比较,转换等

整形转换。

例如把"123"字符串转换为123数字。

这些都是常用的功能,如果你有兴趣可以试试。

其实有人已经实现了,看看ExtendedSTLstring。

如果你想偷懒

,下载一个头文件就可以用,有了它确实方便了很多。

要是有人能提供一个支持正则表达式的string,我会非常

乐意用。

4string建议

使用string的方便性就不用再说了,这里要重点强调的是string的安全性。

string并不是万能的,如果你在一个大工程中需要频繁处理字符串,而且有可能是多线程,那么你一定要慎重(当

然,在多线程下你使用任何STL容器都要慎重)。

string的实现和效率并不一定是你想象的那样,如果你对大量的字符串操作,而且特别关心其效率,那么你有两

个选择,首先,你可以看看你使用的STL版本中string实现的源码;另一选择是你自己写一个只提供你需要的功能

的类。

string的c_str()函数是用来得到C语言风格的字符串,其返回的指针不能修改其空间。

而且在下一次使用时重新

调用获得新的指针。

string的data()函数返回的字符串指针不会以'\0'结束,千万不可忽视。

尽量去使用操作符,这样可以让程序更加易懂(特别是那些脚本程序员也可以看懂)

5小结

难怪有人说:

string使用方便功能强,我们一直用它!

6附录

string函数列表函数名描述

begin得到指向字符串开头的Iterator

end得到指向字符串结尾的Iterator

rbegin得到指向反向字符串开头的Iterator

rend得到指向反向字符串结尾的Iterator

size得到字符串的大小

length和size函数功能相同

max_size字符串可能的最大大小

capacity在不重新分配内存的情况下,字符串可能的大小

empty判断是否为空

operator[]取第几个元素,相当于数组

c_str取得C风格的constchar*字符串

data取得字符串内容地址

operator=赋值操作符

reserve预留空间

swap交换函数

insert插入字符

append追加字符

push_back追加字符

operator+=+=操作符

erase删除字符串

clear清空字符容器中所有内容

resize重新分配空间

assign和赋值操作符一样

replace替代

copy字符串到空间

find查找

rfind反向查找

find_first_of查找包含子串中的任何字符,返回第一个位置

find_first_not_of查找不包含子串中的任何字符,返回第一个位置

find_last_of查找包含子串中的任何字符,返回最后一个位置

find_last_not_of查找不包含子串中的任何字符,返回最后一个位置

substr得到字串

compare比较字符串

operator+字符串链接

operator==判断是否相等

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