Преобразованный список x1: 0 1 4 9 16 25 36 49 64 81

Как вы знаете, C++ не поддерживает встроенный строковый тип. Однако он предоставляет два способа обработки строк. Во-первых, для представления строк можно использовать традиционный символьный массив с завершающим нулем. Строки, создаваемые таким способом (он вам уже знаком), иногда называют С-строками. Во-вторых, можно использовать объекты класса string, и именно этот способ рассматривается в данном разделе.

В действительности класс string представляет собой специализацию более общего шаблонного класса basic_string. Существует две специализации типа basic_string: тип string, который поддерживает 8-битовые символьные строки, и тип wstring, который поддерживает строки, образованные двухбайтовыми символами. Чаще всего в обычном программировании используются строковые объекты типа string. Для использования строковых классов C++ необходимо включить в программу заголовок < string> .

Прежде чем рассматривать класс string, важно понять, почему он является частью С++-библиотеки. Стандартные классы не сразу были добавлены в определение языка C++. На самом деле каждому нововведению предшествовали серьезные дискуссии и жаркие споры. При том, что C++ уже содержит поддержку строк в виде массивов с завершающим нулем, включение класса string в C++, на первый взгляд, может показаться исключением из этого правила. Но это далеко не так. И вот почему: строки с завершающим нулем нельзя обрабатывать стандартными С++-операторами, и их нельзя использовать в обычных С++-выражениях. Рассмотрим, например, следующий фрагмент кода.

char s1 [80], s2[80], s3[80];

s1 = " один"; // так делать нельзя

s2 = " два"; // так делать нельзя

s3 = s1 + s2; // ошибка

Как отмечено в комментариях, в C++ невозможно использовать оператор присваивания для придания символьному массиву нового значения (за исключением инструкции инициализации), а также нельзя применять оператор " +" для конкатенации двух строк. Эти операции можно выполнить с помощью библиотечных функций.

strcpy(s1, " one" );

strcpy(s2, " two" );

strcpy(s3, s1);

strcat(s3, s2);

Поскольку символьный массив с завершающим нулем формально не является самостоятельным типом данных, к нему нельзя применить С++-операторы. Это лишает " изящества" даже самые элементарные операции со строками. И именно неспособность обрабатывать строки с завершающим нулем с помощью стандартных С++-операторов привела к разработке стандартного строкового класса. Вспомните: создавая класс в C++, мы определяем новый тип данных, который можно полностью интегрировать в С++-среду. Это, конечно же, означает, что для нового класса можно перегружать операторы. Следовательно, вводя в язык стандартный строковый класс, мы создаем возможность для обработки строк так же, как и данных любого другого типа, а именно посредством операторов.

Однако существует еще одна причина, оправдывающая создание стандартного класса string: безопасность. Руками неопытного или неосторожного программиста очень легко обеспечить выход за границы массива, который содержит строку с завершающим нулем. Рассмотрим, например, стандартную функцию копирования strcpy(). Эта функция не предусматривает механизм проверки факта нарушения границ массива-приемника. Если исходный массив содержит больше символов, чем может принять массив-приемник, то в результате этой ошибки очень вероятен полный отказ системы. Как будет показано ниже, стандартный класс string не допускает возникновения подобных ошибок.

Итак, существует три причины для включения в C++ стандартного класса string: непротиворечивость данных (строка теперь определяется самостоятельным типом данных), удобство (программист может использовать стандартные С++-операторы) и безопасность (границы массивов отныне не будут нарушаться). Следует иметь в виду, что все выше перечисленное не означает, что вы должны отказываться от использования обычных строк с завершающим нулем. Они по-прежнему остаются самым эффективным средством реализации строк. Но если скорость не является для вас определяющим фактором, использование нового класса string даст вам доступ к безопасному и полностью интегрированному способу обработки строк.

И хотя класс string традиционно не воспринимается как часть библиотеки STL, он, тем не менее, представляет собой еще один контейнерный класс, определенный в C++. Это означает, что он поддерживает алгоритмы, описанные в предыдущем разделе. При этом строки имеют дополнительные возможности. Для получения доступа к классу string необходимо включить в программу заголовок < string> .

Класс string очень большой, он содержит множество конструкторов и функций-членов. Кроме того, многие функции-члены имеют несколько перегруженных форм. Поскольку в одной главе невозможно рассмотреть все содержимое класса string, мы обратим ваше внимание только на самые популярные его средства. Получив общее представление о работе класса string, вы сможете легко разобраться в остальных его возможностях самостоятельно.

Прототипы трех самых распространенных конструкторов класса string имеют следующий вид.

string();

string(const char *str);

string (const string & str);

Первая форма конструктора создает пустой объект класса string. Вторая форма создает string-объект из строки с завершающим нулем, адресуемой параметром str. Эта форма конструктора обеспечивает преобразование из строки с завершающим нулем в объект типа string. Третья создает string-объект из другого string-объекта.

Для объектов класса string определены следующие операторы.

Эти операторы позволяют использовать объекты типа string в обычных выражениях и избавляют программиста от необходимости вызывать такие функции, как strcpy() или strcat(). В общем случае в выражениях можно смешивать string-объекты и строки с завершающим нулем. Например, string-объект можно присвоить строке с завершающим нулем.

Оператор " +" можно использовать для конкатенации одного string-объекта с другим или string-объекта со строкой, созданной в С-стиле (С-строкой). Другими словами, поддерживаются следующие операции.

string-объект + string-объект

string-объект + С-строка

С-строка + string-объект

Оператор " +" позволяет также добавлять символ в конец строки.

В классе string определена константа npos, которая равна -1. Она представляет размер строки максимально возможной длины.

Строковый класс C++ существенно облегчает обработку строк. Например, используя string-объекты, можно применять оператор присваивания для назначения string-объекту строки в кавычках, оператор " +" — для конкатенации строк и операторы сравнения — для сравнения строк. Выполнение этих операций демонстрируется в следующей программе.

// Программа демонстрации обработки строк.

#include < iostream>

#include < string>

using namespace std;