C++程序员应了解的那些事（31）关于string::npos的用法

【一】关于npos的定义

//basic_string.h
static const size_type	npos = static_cast<size_type>(-1);
//basic_string.tcc
template<typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>
    const typename basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type
    basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::npos;

The constant is the largest representable value of type size_type. It is assuredly larger than max_size(); hence it serves as  either a very large value or as a special code.

       以上的意思是npos是一个常数，表示size_t的最大值（Maximum value for size_t）。许多容器都提供这个东西，用来表示不存在的位置，类型一般是std::container_type::size_type。

#include <iostream>    
#include <limits>    
#include <string>    
using namespace std;    
    
int main()    
{    
    size_t npos = -1;    
    cout << "npos: " << npos << endl;    
    cout << "size_t max: " << numeric_limits<size_t>::max() << endl;  
}
输出：
npos:   4294967295
size_t max:  4294967295
//可见他们是相等的，也就是说npos表示size_t的最大值

【二】npos的用法

（1）npos可以表示string的结束位置，是string::size_type 类型的，也就是find（）返回的类型。find函数在找不到指定值得情况下会返回string::npos。

<示例>
#include <string>  
#include <iostream>  
using namespace std; 
int main()  
{  
    string name("Annaqijiashe");  
    int pos=name.find("Anna");  
    //要修改为string::size_type pos=name.find("Anna");  
    if(pos==string::npos)       
    cout<<"Anna not found!\n";  
    else  cout<<"Anna found at pos:"<<pos<<endl;  
}
输出：
Anna found at pos:0

（2）string::npos作为string的成员函数的一个长度参数时，表示“直到字符串结束（until the end of the string）”

<说明>
tmpname.replace(idx+1, string::npos, suffix);  
这里的string::npos就是一个长度参数，表示直到字符串的结束，配合idx+1表示，string的剩余部分。

<示例>
#include <iostream>    
#include <limits>    
#include <string>    
using namespace std;    
int main()    
{    
    string filename = "test.cpp";    
    cout << "filename : " << filename << endl;    
    
    size_t idx = filename.find('.');   
   // 修改为 string::size_type idx = filename.find('.');   
    if(idx == string::npos)        
    {    
        cout << "filename does not contain any period!" << endl;    
    }    
    else    
    {    
        string tmpname = filename;    
        tmpname.replace(idx + 1, string::npos, "xxx"); //string::npos作为长度参数，表示直到字符串结束    
        cout << "repalce: " << tmpname << endl;    
    }    
}
输出：
filename:test.cpp
replace: test.xxx

【三】Tips：需要注意npos的类型

int idx = str.find("abc");  
if (idx == string::npos)  

        上述代码中，idx的类型被定义为int，这是错误的，即使定义为 unsigned int 也是错的，它必须定义string::size_type（所以上面的两个示例代码是有问题的）。因为 string::size_type (由字符串配置器 allocator 定义) 描述的是 size，故需为无符号整数型别。因为缺省配置器以型别 size_t 作为 size_type，于是 -1 被转换为无符号整数型别，npos 也就成了该型别的最大无符号值。不过实际数值还是取决于型别 size_type 的实际定义。不幸的是这些最大值都不相同。事实上(unsigned long)-1 和 (unsigned short)-1 不同(前提是两者型别大小不同)。因此，比较式 idx == string::npos 中，如果 idx 的值为-1，由于 idx 和字符串string::npos 型别不同，比较结果可能得到 false。

要想判断 find() 的结果是否为npos，最好的办法是直接比较：
if (str.find("abc") == string::npos)
{ ... }

       ※string类提供了 6 种查找函数,每种函数以不同形式的 find 命名。这些操作全都返回 string::size_type 类型的值，以下标形式标记查找匹配所发生的位置；或者返回一个名为 string::npos 的特殊值，说明查找没有匹配。string 类将 npos 定义为保证大于任何有效下标的值。