C++ std::string 基础入门与常用操作

核心基础（std::string 常用基本操作）

获取字符串长度

两种方法，效果完全一致，推荐 size()，和其他标准库容器一致

string s = "Hello";
cout << "长度：" << s.size() << endl; // 输出：5
cout << "长度：" << s.length() << endl; // 输出：5

访问单个字符

• 方式 1：[] 下标访问（不做越界检查，运行速度快，新手注意避免下标越界）
• 方式 2：at() 方法（做越界检查，越界会抛异常，更安全）

string s = "Hello";
char c1 = s[0]; // 获取第一个字符，结果为'H'
char c2 = s.at(4); // 获取最后一个字符，结果为'o'
cout << c1 << " " << c2 << endl; // 输出：H o
// 错误示例（越界）
// s[5]; // 无报错，行为未定义（可能崩溃）
// s.at(5); // 抛异常，提示越界

字符串拼接

// 方式 1：+ 运算符（支持 string 与 string、string 与常量字符串拼接）
string s1 = "Hello";
string s2 = " C++";
string s3 = s1 + s2; // 结果为"Hello C++"
// 方式 2：append() 方法
string s4 = "Hello";
s4.append(" World"); // 结果为"Hello World"
cout << s3 << endl;
cout << s4 << endl;

修改字符串

string s = "Hello";
// 1. 整体赋值
s = "Hi";
cout << s << endl; // 输出：Hi
// 2. 修改单个字符
s[0] = 'h';
cout << s << endl; // 输出：hi
// 3. 清空字符串
s.clear();
cout << "清空后长度：" << s.size() << endl; // 输出：0

判断字符串是否为空

string s1;
string s2 = "Hello";
cout << "s1 是否为空：" << (s1.empty() ? "是" : "否") << endl; // 输出：是
cout << "s2 是否为空：" << (s2.empty() ? "是" : "否") << endl; // 输出：否

注意事项

• 忘记包含 <string> 头文件：使用 std::string 必须包含，否则编译器可能报错。
• 下标越界：访问字符时，下标不要超过 size()-1，优先用 at() 做安全访问。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main() {
    string s = "Hello";
    int index = 4; // 要访问的下标（最后一个字符的下标）
    // 先判断下标有效性
    if (index >= 0 && index < s.size()) {
        char c = s.at(index); // 安全访问
        cout << c << endl; // 输出：o
    } else {
        cout << "下标越界，无效！" << endl;
    }
    return 0;
}

• 修改 c_str() 返回的指针：c_str() 返回的是只读指针，不可修改其指向的内容，否则会触发未定义行为。

#include <iostream>
#include <string>
#include <cstring> // 包含 strcpy 函数
using namespace std;
int main() {
    string s = "Hello";
    // 做法 1：直接修改原 std::string 对象（推荐，最安全）
    s[0] = 'h';
    cout << s << endl; // 输出：hello
    // 做法 2：复制到独立 char[] 数组后修改（兼容 C 风格接口）
    char arr[100]; // 定义足够大的数组
    strcpy(arr, s.c_str()); // 把 c_str() 的内容复制到 arr 中
    arr[0] = 'H';
    cout << arr << endl; // 输出：Hello
    return 0;
}

• 空字符串访问：空字符串（empty() == true）的 size() 为 0，不可访问 [0] 或 at(0)。

string 常用接口

string 类的成员函数

constructor 构造函数

• string()（重点）：无参构造空的 string 类对象，即空字符串
• string(const char* s)（重点）：带参的常量字符串初始化
• string(const string& s)（重点）：拷贝构造函数
• string(const char* s, size_t n)：对一个字符串的前 n 个初始化
• string(size_t n, char c)：用 n 个 c 初始化
• string(const string& str, size_t pos, size_t len = npos)：从 pos 位置处取 len 长度的字符进行拷贝构造

void test_string1() {
    string s1;
    string s2("hello c++");
    string s3(s2);
    string s4(s2, 1, 5); // 拷贝部分内容
    const char* s5 = "heihei";
    string s6(s5);
    string s7(s5, 5);
    string s8(100, '#');
    cout << s1 << endl;
    cout << s2 << endl;
    cout << s3 << endl;
    cout << s4 << endl;
    cout << s6 << endl;
    cout << s7 << endl;
    cout << s8 << endl;
}
int main() {
    test_string1();
    return 0;
}

destructor 析构函数

这里我们无需操作，编译器会默认调用构造函数

operator= 赋值

迭代器

void test_string3() {
    string s1("123456");
    const string s2("hello world");
    // [begin(), end())
    // 2、迭代器（所有容器主流遍历 + 修改方式）
    // s1 的每个字符都--
    string::iterator it1 = s1.begin();
    while (it1 != s1.end()) {
        (*it1)--;
        ++it1;
    }
    cout << s1 << endl;
    string::const_iterator it2 = s2.begin();
    while (it2 != s2.end()) {
        // (*it2)--; 不能修改
        ++it2;
    }
    cout << s2 << endl;
    string::reverse_iterator it3 = s1.rbegin();
    while (it3 != s1.rend()) {
        cout << *it3 << " ";
        ++it3;
    }
    cout << endl;
    string::const_reverse_iterator it4 = s2.rbegin();
    while (it4 != s2.rend()) {
        // 不能修改
        // *it4 = 'x';
        cout << *it4 << " ";
        ++it4;
    }
    cout << endl;
}
int main() {
    test_string3();
    return 0;
}

容量

#include<iostream>
#include<string>
#include<list>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
void test_string4() {
    string s1("12323456567");
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.capacity() << endl;
    string s2; // 确定知道需要多少空间，提前开好，避免扩容，提高效率
    //s2.reserve(100);
    size_t old = s2.capacity();
    cout << "capacity:" << old << endl;
    for (size_t i = 0; i < 100; i++) {
        s2.push_back('x');
        if (s2.capacity() != old) {
            cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
            old = s2.capacity();
        }
    }
    cout << s1 << endl;
    s1.clear();
    cout << s1 << endl; // 不会缩容，缩容要重新开空间，代价很大
    cout << "size:" << s2.size() << endl;
    cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
    //s2.clear();
    for (size_t i = 0; i < 50; i++) {
        s2.pop_back();
    }
    s2.shrink_to_fit();
    cout << "size:" << s2.size() << endl;
    cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
}
int main() {
    /*test_string1();*/ //test_string2(); //test_string3();
    test_string4();
    return 0;
}

额外解释 reserve

考虑到内存对齐，但一定不会比 100 少；避免连续扩容，效率高 看编译器：VS 编译器下，reserve 不缩容

resize

#include<iostream>
#include<string>
#include<list>
#include<vector>
#include<algorithm>
using namespace std;
void test_string6() {
    string s2("123456");
    cout << s2 << endl;
    cout << "size:" << s2.size() << endl;
    cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
    // 插入数据，让 size 到 n 个
    // n > capacity > size;
    s2.resize(20, 'x');
    cout << s2 << endl;
    cout << "size:" << s2.size() << endl;
    cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
    // capacity > n > size;
    //s2.resize(25, 'x');
    s2.resize(25); // 插入的是\0
    s2.push_back('y');
    cout << s2 << endl;
    cout << "size:" << s2.size() << endl;
    cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
    // 删除数据
    // n < size;
    s2.resize(5);
    cout << s2 << endl;
    cout << "size:" << s2.size() << endl;
    cout << "capacity:" << s2.capacity() << endl;
}
int main() {
    test_string6();
    return 0;
}