C++ 레퍼런스 - basic

모두의 코드
C++ 레퍼런스 - basic_string

작성일 : 2020-07-17 이 글은 24132 번 읽혔습니다.

이 레퍼런스의 모든 내용은 여기를 기초로 하여 작성하였습니다.

아직 C++ 에 친숙하지 않다면 씹어먹는 C++ 은 어때요?

basic_string

template <class CharT, class Traits = std::char_traits<CharT>,
          class Allocator = std::allocator<CharT> >
class basic_string;

아래는 C++ 17 에 추가된 정의

namespace pmr {
template <class CharT, class Traits = std::char_traits<CharT>>
using basic_string =
  std::basic_string<CharT, Traits, std::polymorphic_allocator<CharT>>
}

basic_string 클래스 템플릿은, char 과 같은 문자의 나열을 저장하고 또 수정하는 작업을 도와줍니다. basic_string 은 문자 타입 자체를 추상화 시켜서 정의되어 있기 때문에, 사용하는 문자의 타입이 특정한 조건들만 만족하게 된다면, basic_string 의 기능을 전부 사용할 수 있습니다.

따라서, basic_string 에 정의된 함수들은 어떠한 문자 타입을 저장하느냐에 무관하게 일반화된 방식으로 작동합니다. 덕분에, 1 바이트 문자든 2 바이트 문자든 어떤 크기의 문자를 사용하냐에 무관하게 라이브러리를 잘 사용할 수 있습니다.

문자 타입들 간의 연산 (비교, 이동 등등)은 Traits 를 통해 정의됩니다.

Traits 를 사용하는 이유는, basic_string 에 어떤 문자가 저장되었냐 에 관련한 로직과, 이 문자들을 어떻게 처리해야 할 것인가 에 관련한 로직을 분리할 수 있기 때문입니다. 전자의 경우 CharT 자체에 의해 처리되고, 후자의 경우 Traits 에서 담당하게 됩니다.

Traits 는 std::char_traits 의 특수화 버전이어야만 합니다. 참고로 템플릿 인자인 CharT 와 Traits::char_type 는 반드시 같은 타입이어야만 합니다.

우리가 많이 쓰는 문자 타입인 char 이나 wchar_t 와 같은 타입들의 경우 이미 표준 라이브러리에서 친절하게 Traits 를 정의해주고 있기 때문에, 굳이 따로 걱정할 필요는 없습니다.

참고로 C++ 11 에 와서야 명시된 사실 중 하나로, basic_string 에서 저장된 문자열은 메모리에 반드시 순차적으로 존재해야만 합니다. 예를 들어서 basic_string s 의 경우 0 과 s.size() 의 n 이 오더라도 &*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n 가 만족해야만 합니다. 마찬가지로, s[0] 의 주소값은, CharT[] 배열의 첫번째 원소의 주소값과 일치해야만 합니다.

std::basic_string 은 AllocatorAwareContainer, SequenceContainer, ContiguousContainer (이는 C++ 17 에 추가됨) 을 만족합니다.

자주 수행하는 문자 타입들에 대해 템플릿 특수화 버전들이 기본적으로 제공됩니다.

타입	정의
std::string	`std::basic_string<char>`
std::wstring	`std::basic_string<wchar_t>`
std::u16string	`std::basic_string<char16_t>`
std::u32string	`std::basic_string<char32_t>`

템플릿 인자들

CharT - 문자의 타입. 흔히 사용하는 std::string 의 경우 char 이다.
Traits - 개개 문자에 대한 작업을 정의하는 traits 클래스
Allocator - 어떠한 방식으로 저장을 할 것인지 명시해주는 Allocator 타입

멤버 타입들

멤버 타입	정의
`traits_type`	`Traits` (템플릿 인자)
`value_type`	`CharT` (템플릿 인자)
`allocator_type`	`Allocator` (템플릿 인자)
`size_type`	`std::allocator_traits<Allocator>::size_type`
`difference_type`	`std::allocator_traits<Allocator>::difference_type`
`reference`	`value_type&`
`const_reference`	`const value_type&`
`pointer`	`std::allocator_traits<Allocator>::pointer`
`const_pointer`	`std::allocator_traits<Allocator>::const_pointer`
`iterator`	`RandomAccessIterator`
`const_iterator`	상수 `RandomAccessIterator`
`reverse_iterator`	`std::reverse_iterator<iterator>`
`const_reverse_iterator`	`std::reverse_iterator<const_iterator>`

멤버 함수들

생성자
소멸자
operator= : 문자열에 문자열을 대입한다.
assign : 문자열에 문자를 대입한다.
get_allocator : 사용된 할당자를 리턴한다.

원소 접근 관련 함수들

at : 특정 위치의 문자를 접근한다. (이 때 범위를 체크함)
operator[] : 특정 위치의 문자에 접근한다.
front : 첫 번째 문자에 접근한다.
back : 마지막 문자에 접근한다.
data : 문자열의 첫 번째 문자를 가리키는 포인터를 리턴한다.
c_str : 문자열의 (수정 불가능한) C 스타일 문자열(NULL 로 끝남)을 리턴한다.
operator basic_string_view : 전체 문자열의 수정 불가능한 string_view 를 리턴한다.

반복자 관련

begin, cbegin : 시작점을 가리키는 반복자를 리턴한다. (c 가 붙은 것의 경우 상수 반복자를 리턴한다)
end, cend : 끝 점을 가리키는 반복자를 리턴한다.
rbegin, crbegin : 시작점을 가리키는 역반복자를 리턴한다. (즉 실제로 문자열 맨 마지막 문자를 가리키고 있음
rend, crend: 끝 점을 가리키는 역반복자를 리턴한다.

문자열 크기/메모리 관련

empty : 문자열이 비어있는지 확인한다. (비어있으면 true)
size, length : 문자열의 길이를 리턴한다.
max_size : 현재 시스템에서 보관할 수 있는 문자열의 최대 길이를 리턴한다.
reserve : 문자열 공간을 미리 할당해놓는다.
capacity : 현재 할당된 공간의 크기를 리턴한다.
shrink_to_fit : 사용하지 않는 공간을 해제 한다.

문자열 작업 관련

clear : 문자열 전체를 깨끗하게 지워버린다.
insert : 문자를 삽입한다.
erase : 일부 문자열을 지운다.
push_back : 맨 뒤에 문자를 추가한다.
pop_back : 맨 뒤에 문자를 지운다.
append, operator+= : 맨 뒤에 문자열을 붙인다.
compare : 두 문자열을 비교한다.
starts_with : 주어진 접두사(prefix) 로 문자열이 시작하는지 확인한다 (C++ 20 에 추가됨)
ends_with : 주어진 접미사(suffix) 로 문자열이 끝나는지 확인한다 (C++ 20 에 추가됨)
replace : 문자열의 일부를 치환한다.
substr : 문자열의 일부를 리턴한다.
copy : 문자들을 복사한다.
resize : 저장된 문자들의 수를 바꾼다.
swap : 문자열을 swap 한다.

문자열 검색 관련

find : 문자열을 검색한다.
rfind : 문자열을 뒤에서 부터 검색한다.
find_first_of : 전달된 문자열에 있는 문자가 가장 처음으로 나타나는 위치를 찾는다.
find_first_not_of : 전달된 문자열에 없는 문자가 가장 처음으로 나타나는 위치를 찾는다.
find_last_of : 전달된 문자열에 있는 문자가 가장 마지막으로 나타나는 위치를 찾는다.
find_last_not_of : 전달된 문자열에 없는 문자가 가장 처음으로 나타나는 위치를 찾는다.

상수

npos : 사용 예에 따라 의미가 달라짐.

비-멤버 함수들

다음은 basic_string 의 멤버 함수는 아니지만, basic_string 과 밀접한 관련이 있는 함수들 입니다.

입출력 관련

operator<<, operator>> : 스트림에서 문자열 입출력을 수행한다.
getline : 입출력 스트림에서 데이터를 읽어서 문자열에 저장한다.

데이터 변환 관련

stoi, stol, stoll : 문자열을 부호 있는 정수로 변환한다.
stoul, stoull : 문자열을 부호 없는 정수로 변환한다.
stof, stod, stold : 문자열을 부동 소수점 수로 변환한다.
to_string, to_wstring : 정수나 부동 소수점 수를 string 이나 wstring 으로 변환한다.

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