C++解析(18):C++标准库与字符串类
0.目录
1.C++标准库
2.字符串类
3.数组操作符的重载
4.小结
1.C++标准库
有趣的重载——操作符 << 的原生意义是按位左移,例:1 << 2;
,其意义是将整数1按位左移2位,即0000 0001 ——> 0000 0100
重载左移操作符,将变量或常量左移到一个对象中!
重载左移操作符:
#include <stdio.h>
const char endl = '\n';
class Console
{
public:
Console& operator << (int i)
{
printf("%d", i);
return *this;
}
Console& operator << (char c)
{
printf("%c", c);
return *this;
}
Console& operator << (const char* s)
{
printf("%s", s);
return *this;
}
Console& operator << (double d)
{
printf("%f", d);
return *this;
}
};
Console cout;
int main()
{
cout << 1 << endl;
cout << "Hello World!" << endl;
double a = 0.1;
double b = 0.2;
cout << a + b << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
1
Hello World!
0.300000
C++标准库:
- C++标准库并不是C++语言的一部分
- C++标准库是由类库和函数库组成的集合
- C++标准库中定义的类和对象都位于std命名空间中
- C++标准库的头文件都不带.h后缀
- C++标准库涵盖了C库的功能
C++编译环境的组成:
C++标准库预定义了多数常用的数据结构:
使用C++标准库:
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
cout << "Hello world!" << endl;
double a = 0;
double b = 0;
cout << "Input a: ";
cin >> a;
cout << "Input b: ";
cin >> b;
double c = sqrt(a * a + b * b);
cout << "c = " << c << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
Hello world!
Input a: 3
Input b: 4
c = 5
2.字符串类
历史遗留问题:
- C语言不支持真正意义上的字符串
- C语言用字符数组和一组函数实现字符串操作
- C语言不支持自定义类型,因此无法获得字符串类型
解决方案:
- 从C到C++的进化过程引入了自定义类型
- 在C++中可以通过类完成字符串类型的定义
C++中的原生类型系统是否包含字符串类型?
标准库中的字符串类:
- C++语言直接支持C语言的所有概念
- C++语言中没有原生的字符串类型
C++标准库提供了string类型:
- string直接支持字符串连接
- string直接支持字符串的大小比较
- string直接支持子串查找和提取
- string直接支持字符串的插入和替换
示例——使用字符串类:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
void string_sort(string a[], int len)
{
for(int i=0; i<len; i++)
{
for(int j=i; j<len; j++)
{
if( a[i] > a[j] )
{
swap(a[i], a[j]);
}
}
}
}
string string_add(string a[], int len)
{
string ret = "";
for(int i=0; i<len; i++)
{
ret += a[i] + "; ";
}
return ret;
}
int main()
{
string sa[6] =
{
"Hello World",
"C#",
"Java",
"C++",
"Python",
"TypeScript"
};
string_sort(sa, 6);
for(int i=0; i<6; i++)
{
cout << sa[i] << endl;
}
cout << endl;
cout << string_add(sa, 6) << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
C#
C++
Hello World
Java
Python
TypeScript
C#; C++; Hello World; Java; Python; TypeScript;
字符串与数字的转换——标准库中提供了相关的类对字符串和数字进行转换。
字符串流类(sstream)用于string的转换:
<sstream>
—— 相关头文件- istringstream —— 字符串输入流
- ostringstream —— 字符串输出流
使用方法(string ——> 数字):
istringstream iss("123.45");
double num;
iss >> num;
使用方法(数字 ——> string):
ostringstream oss;
oss << 543.21;
string s = oss.str();
示例——字符串与数字的转换:
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
#define TO_NUMBER(s, n) (istringstream(s) >> n)
#define TO_STRING(n) (((ostringstream&)(ostringstream() << n)).str())
int main()
{
double n = 0;
if( TO_NUMBER("234.567", n) )
{
cout << n << endl;
}
string s = TO_STRING(12345);
cout << s << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
234.567
12345
面试题分析——字符串循环右移
示例:abcdefg循环右移3位后得到efgabcd
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
string operator >> (const string& s, unsigned int n)
{
string ret = "";
unsigned int pos = 0;
n = n % s.length();
pos = s.length() - n;
ret = s.substr(pos); // s.substr(4) ==> efg
ret += s.substr(0, pos); // s.substr(0, 4) ==> abcd
return ret;
}
int main()
{
string s = "abcdefg";
string r = (s >> 3);
cout << r << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
efgabcd
3.数组操作符的重载
string类对象还具备C方式字符串的灵活性吗?还能直接访问单个字符吗?
字符串类的兼容性:
- string类最大限度的考虑了C字符串的兼容性
- 可以按照使用C字符串的方式使用string对象
示例:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s = "a1b2c3d4e";
int n = 0;
for(int i = 0; i<s.length(); i++)
{
if( isdigit(s[i]) )
{
n++;
}
}
cout << n << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
4
类的对象怎么支持数组的下标访问?
重载数组访问操作符:
- 数组访问符是C/C++中的内置操作符
- 数组访问符的原生意义是数组访问和指针运算
数组访问操作符([]):
- 只能通过类的成员函数重载
- 重载函数能且仅能使用一个参数
- 可以定义不同参数的多个重载函数
示例:
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class Test
{
int a[5];
public:
int& operator [] (int i)
{
return a[i];
}
int& operator [] (const string& s)
{
if( s == "1st" )
{
return a[0];
}
else if( s == "2nd" )
{
return a[1];
}
else if( s == "3rd" )
{
return a[2];
}
else if( s == "4th" )
{
return a[3];
}
else if( s == "5th" )
{
return a[4];
}
return a[0];
}
int length()
{
return 5;
}
};
int main()
{
Test t;
for(int i=0; i<t.length(); i++)
{
t[i] = i;
}
for(int i=0; i<t.length(); i++)
{
cout << t[i] << endl;
}
cout << t["5th"] << endl;
cout << t["4th"] << endl;
cout << t["3rd"] << endl;
cout << t["2nd"] << endl;
cout << t["1st"] << endl;
return 0;
}
运行结果为:
[root@bogon Desktop]# g++ test.cpp
[root@bogon Desktop]# ./a.out
0
1
2
3
4
4
3
2
1
0
4.小结
- C++标准库是由类库和函数库组成的集合
- C++标准库包含经典算法和数据结构的实现
- C++标准库涵盖了C库的功能
- C++标准库位于std命名空间中
- 应用开发中大多数的情况都在进行字符串处理
- C++中没有直接支持原生的字符串类型
- 标准库中通过string类支持字符串的概念
- string类支持字符串和数字的相互转换
- string类的应用使得问题的求解变得简单
- string类最大限度的兼容了C字符串的用法
- 数组访问符的重载能够使得对象模拟数组的行为
- 只能通过类的成员函数重载数组访问符
- 重载函数能且仅能使用一个参数