Урок 6. Класс string

Класс string предназначен, естественно, для работы со строками. Он находится в пространстве имен std b для его использования надо подключить string.

Вот пример использования:

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

void main(){

string s0 = "abcde";

string s1 = " fg";

// Конкатенация строк.

string s = s0 + s1;

cout<<s<<"\n";

// Получаем символ на определенном месте.

char ch0 = s0.at(1);

cout<<ch0<<"\n";

char ch1 = s0[3];

cout<<ch1<<"\n";

// Выясняем, не пустая ли строка.

if (s0.empty()){

cout << "String is empty"<<"\n";

}

else{

cout << "String isn't empty"<<"\n";

}

// Обмен значения двух строк.

swap(s0, s1);

// Присваиваем и сравниваем 2 строки.

s1 = s0;

if(s1 == s0){

cout << "Strings are equal"<<"\n";

}

else{

cout << "Strings are not equal"<<"\n";

}

// Чтение введенной с клавиатуры строки.

getline(cin, s1);

cout<<s1;

// Получение длины строки.

cout<<s1.length();

}

Как вы видите, работать со строками через класс string достаточно удобно - вы можете делать конкатенацию (сложение) строк с помощью обычного оператора +, можете брать символ в определенном месте строки с помощбю оператора [] (или другим способом - с помощью метода at), можете использовать привычные операторы =, ==, != для присваивания и сравнения строк. Также имеются методы для получения длины строки, для выяснения, не пустая ли это строка и др. Обратите внимание также на весьма полезный метод getline, который позволяет прочитать строку из определенного потока (с клавиатуры в нашем примере).

Класс string

Как мы только что видели, применение встроенного строкового типа чревато ошибками и не очень удобно из-за того, что он реализован на слишком низком уровне. Поэтому достаточно распространена разработка собственного класса или классов для представления строкового типа – чуть ли не каждая компания, отдел или индивидуальный проект имели свою собственную реализацию строки. Да что говорить, в предыдущих двух изданиях этой книги мы делали то же самое! Это порождало проблемы совместимости и переносимости программ. Реализация стандартного класса string стандартной библиотекой С++ призвана была положить конец этому изобретению велосипедов. Попробуем специфицировать минимальный набор операций, которыми должен обладать класс string:

• инициализация массивом символов (строкой встроенного типа) или другим объектом типа string. Встроенный тип не обладает второй возможностью;

• копирование одной строки в другую. Для встроенного типа приходится использовать функцию strcpy();

• доступ к отдельным символам строки для чтения и записи. Во встроенном массиве для этого применяется операция взятия индекса или косвенная адресация;

• сравнение двух строк на равенство. Для встроенного типа используется функция strcmp();

• конкатенация двух строк, получая результат либо как третью строку, либо вместо одной из исходных. Для встроенного типа применяется функция strcat(), однако чтобы получить результат в новой строке, необходимо последовательно задействовать функции strcpy() и strcat();

• вычисление длины строки. Узнать длину строки встроенного типа можно с помощью функции strlen();

• возможность узнать, пуста ли строка. У встроенных строк для этой цели приходится проверять два условия:

• char str = 0;

• //...

• if ( ! str || ! *str )

return;

Класс string стандартной библиотеки С++ реализует все перечисленные операции (и гораздо больше, как мы увидим в главе 6). В данном разделе мы научимся пользоваться основными операциями этого класса. Для того чтобы использовать объекты класса string, необходимо включить соответствующий заголовочный файл:

#include <string>

Вот пример строки из предыдущего раздела, представленной объектом типа string и инициализированной строкой символов:

#include <string>

string st( "Цена бутылки вина\n" );

Длину строки возвращает функция-член size() (длина не включает завершающий нулевой символ).

cout << "Длина "

<< st

<< ": " << st.size()

<< " символов, включая символ новой строки\n";

Вторая форма определения строки задает пустую строку:

string st2; // пустая строка

Как мы узнаем, пуста ли строка? Конечно, можно сравнить ее длину с 0:

if ( ! st.size() )

// правильно: пустая

Однако есть и специальный метод empty(), возвращающий true для пустой строки и false для непустой:

if ( st.empty() )

// правильно: пустая

Третья форма конструктора инициализирует объект типа string другим объектом того же типа:

string st3( st );

Строка st3 инициализируется строкой st. Как мы можем убедиться, что эти строки совпадают? Воспользуемся оператором сравнения (==):

if ( st == st3 )

// инициализация сработала

Как скопировать одну строку в другую? С помощью обычной операции присваивания:

st2 = st3; // копируем st3 в st2

Для конкатенации строк используется операция сложения (+) или операция сложения с присваиванием (+=). Пусть даны две строки:

string s1( "hello, " );

string s2( "world\n" );

Мы можем получить третью строку, состоящую из конкатенации первых двух, таким образом:

string s3 = s1 + s2;

Если же мы хотим добавить s2 в конец s1, мы должны написать:

s1 += s2;

Операция сложения может конкатенировать объекты класса string не только между собой, но и со строками встроенного типа. Можно переписать пример, приведенный выше, так, чтобы специальные символы и знаки препинания представлялись встроенным типом, а значимые слова – объектами класса string:

const char *pc = ", ";

string s1( "hello" );

string s2( "world" );

string s3 = s1 + pc + s2 + "\n";

Подобные выражения работают потому, что компилятор знает, как автоматически преобразовывать объекты встроенного типа в объекты класса string. Возможно и простое присваивание встроенной строки объекту string:

string s1;

const char *pc = "a character array";

s1 = pc; // правильно

Обратное преобразование, однако, не работает. Попытка выполнить следующую инициализацию строки встроенного типа вызовет ошибку компиляции:

char *str = s1; // ошибка компиляции

Чтобы осуществить такое преобразование, необходимо явно вызвать функцию-член с несколько странным названием c_str():

char *str = s1.c_str(); // почти правильно

Функция c_str() возвращает указатель на символьный массив, содержащий строку объекта string в том виде, в каком она находилась бы во встроенном строковом типе. Приведенный выше пример инициализации указателя char *str все еще не совсем корректен. c_str() возвращает указатель на константный массив, чтобы предотвратить возможность непосредственной модификации содержимого объекта через этот указатель, имеющий тип

const char *

(В следующем разделе мы расскажем о ключевом слове const). Правильный вариант инициализации выглядит так:

const char *str = s1.c_str(); // правильно

К отдельным символам объекта типа string, как и встроенного типа, можно обращаться с помощью операции взятия индекса. Вот, например, фрагмент кода, заменяющего все точки символами подчеркивания:

string str( "fa.disney.com" );

int size = str.size();

for ( int ix = 0; ix < size; ++ix )

if ( str[ ix ] == '.' ) str[ ix ] = '_';

Вот и все, что мы хотели сказать о классе string прямо сейчас. На самом деле, этот класс обладает еще многими интересными свойствами и возможностями. Скажем, предыдущий пример реализуется также вызовом одной-единственной функции replace():

replace( str.begin(), str.end(), '.', '_' );

replace() – один из обобщенных алгоритмов, с которыми мы познакомились в разделе 2.8 и которые будут детально разобраны в главе 12. Эта функция пробегает диапазон от begin() до end(), которые возвращают указатели на начало и конец строки, и заменяет элементы, равные третьему своему параметру, на четвертый.