C++ string 类详解：概念、常用操作与实践

3、string 字符串的输入

（1）正常输入（cin）

和 scanf 功能一样，string 可以用 cin 输入，但是只能输入不带空格的字符串。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    cin >> s;
    cout << s << endl;
    return 0;
}

（2）getline（带空格输入）

1. getline 是 C++ 标准库中的一个函数，用于从输入流中读取一行文本，并将其存储为字符串。
2. getline 函数有两种不同的形式，分别对应着字符串的结束方式。

istream& getline(istream& is, string& str);
istream& getline(istream& is, string& str, char delim);

✅提示：istream 是输入流类型，cin 是 istream 类型的标准输入流对象。ostream 是输出流类型，cout 是 ostream 类型的标准输出流对象。getline 函数是从输入流中读取一行文本信息，所以如果是在标准输入流（键盘）中读取数据，就可以传 cin 给第一个参数。

第一种（默认以换行符为结束标志）

第一种 getline 函数以换行符（'\n'）作为字符串的结束标志，它的一般格式是:

getline(cin, string str)
// cin -- 表示从输入流中读取信息
// str 是存放读取到的信息的字符串

这种形式的 getline 函数从输入流（例如 cin）中读取文本，直到遇到换行符（'\n'）为止，然后将读取到的文本（不包括换行符）存储到指定的 string 类型的变量 str 中。 实例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string name;
    getline(cin, name);
    cout << name << endl;
    return 0;
}

第二种（自定义结束标志）

第二种 getline 函数允许用户自定义结束标志，它的一般格式是:

getline(cin, string str, char delim)
// cin -- 表示从输入流中读取信息
// str 是存放读取到的信息的字符串
// delim 是自定义的结束标志

这种形式的 getline 函数从输入流中读取文本，直到遇到用户指定的结束标志字符（delim）为止，然后将读取到的文本（不包括结束标志字符）存储到指定的 string 类型的变量 str 中。 实例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string name;
    getline(cin, name, 'q');
    cout << name << endl;
    return 0;
}

4、size()——字符串长度

string 中提供了 size() 函数用于获取字符串长度。 在 C++ 中关于字符串的操作函数都是包含在 string 中的，所以需要调用这些函数时，通常用 .点运算符。

使用示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s;
    string s1 = "hello";
    string s2 = "hello world";
    string s3 = "12ab!~ ";
    cout << "s:" << s.size() << endl;
    cout << "s1:" << s1.size() << endl;
    cout << "s2:" << s2.size() << endl;
    cout << "s3:" << s3.size() << endl;
    return 0;
}

5、迭代器（iterator）

迭代器是一种对象，它可以用来遍历容器（比如我们现在学习的 string）中的元素，迭代器的作用类似于指针，或者数组下标。

❗ 不过访问迭代器指向的值，需要解引用 (*)。

C++ 中的 string 提供了多种迭代器，用于遍历和操作字符串中的内容。这里给大家介绍一种最常用的迭代器。

begin() 和 end()

• begin()：返回指向字符串第一个字符的迭代器，需要一个迭代器的变量来接收。
• end()：返回指向字符串最后一个字符的下一个位置的迭代器（该位置不属于字符串）。
• string 中 begin() 和 end() 返回的迭代器的类型是 string::iterator（也可以用 auto 来接收）。

（1）比较

✅注意迭代器是可以进行大小比较，也可以进行 + 或者 - 整数运算的。 比如：i++，就是让迭代器前进一步，i-- 就是让迭代器退后一步。同一个容器的两个迭代器也可以相减，相减结果的绝对值，是两个迭代器中间元素的个数。

代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    string::iterator it1 = s.begin();
    string::iterator it2 = s.end();
    cout << (it1 < it2) << endl;
    cout << it1 - it2 << endl;
    return 0;
}

（2）遍历

迭代器通常用于遍历字符串的，可以正序遍历，也可以逆序遍历 正序遍历如下

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    // auto it 是让编译器自动推到 it 的类型
    for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
        cout << *it << ' ';
    }
    // string::iterator 是正向迭代器类型
    // string::iterator it, 是直接创建迭代器，it 是针对字符串的迭代器
    for (string::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
        cout << *it << ' ';
    }
    return 0;
}

改变指定字符

通过迭代器找到元素后，改变迭代器指向的元素，是可以直接改变字符串内容的。

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string str = "abcdef";
    cout << str << endl;
    for (string::iterator it = str.begin(); it != str.end(); ++it) {
        *it = 'x';
    }
    cout << str << endl;
    return 0;
}

6、字符串的插入和删除

（1）插入

push_back()——尾插

push_back() 用于在字符串尾部插一个字符。

具体实现如下

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    // 向空字符串中尾插字符
    string s;
    s.push_back('h');
    s.push_back('e');
    s.push_back('l');
    s.push_back('l');
    s.push_back('o');
    cout << s << endl;
    // 向非空字符串中尾插字符
    string s1 = "hello ";
    s1.push_back('w');
    s1.push_back('o');
    s1.push_back('r');
    s1.push_back('l');
    s1.push_back('d');
    cout << s1 << endl;
    // 批量插入字符
    string s2;
    for (char c = 'a'; c <= 'f'; c++) {
        s2.push_back(c);
    }
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

字符串的 += 和 + 运算

push_back() 用于在字符串后添加单个字符，若需向字符串后追加字符串，string 类型支持 + 和 += 运算，本质是 string 中重载了 operator+= 操作符。

代码举例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello";
    s += " world"; // 字符串用双引号，等价于 s = s + " world"
    cout << s << endl;
    // 除了 += 操作，也可以使用 '+' 灵活进行字符串拼接
    // 头部拼接
    string s2 = "hello";
    s2 = "world " + s2;
    cout << s2 << endl; // s2 为："world hello"
    return 0;
}

insert——指定位置进行插入

如果我们需要在字符串中间的某个位置插入一个字符串，怎么办呢？这时候我们得掌握一个函数就是 insert

string& insert(size_t pos, const string& str); // pos 位置前面插入一个 string 字符串
string& insert(size_t pos, const char* s);     // pos 位置前面插入一个 C 风格的字符串
string& insert(size_t pos, size_t n, char c);  // pos 位置前面插入 n 个字符 c

pos 就是字符串下标 流程如下

代码功能实现：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdefghi";
    string base = s; // 保存原始字符串，用于还原
    // 方式 1：插入 string 类型字符串
    cout << "原始字符串：" << s << endl;
    string str = "xxx";
    s.insert(3, str);
    cout << "方式 1-插入 string 字符串：" << s << endl;
    s = base; // 还原原始字符串
    // 方式 2：插入 C 风格字符串
    s.insert(3, "xxx");
    cout << "方式 2-插入 C 风格字符串：" << s << endl;
    s = base; // 还原原始字符串
    // 方式 3：插入 n 个指定字符
    s.insert(3, 3, 'x');
    cout << "方式 3-插入 3 个字符 x：" << s << endl;
    return 0;
}

（2）删除——pop_back()

pop_back() 用于删除字符串中尾部的一个字符。

实现

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello";
    cout << "s:" << s << endl;
    // 尾删
    s.pop_back();
    cout << "s:" << s << endl;
    // 尾删
    s.pop_back();
    cout << "s:" << s << endl;
    return 0;
}

注意：不可对空字符串继续进⾏ pop_back() 操作，否则程序出现异常

7、字符串的查找和截取

（1）查找——find()

find() 函数用于查找字符串中指定子串/字符，并返回子串/字符在字符串中第一次出现的位置。

find 类型

// 查找 string 类型的字符串 str，默认是从头开始查找，pos 可以指定位置开始
size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const;
// 查找 C 风格的字符串 s，默认是从头开始查找，pos 可以指定位置开始
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;
// 在字符串的 pos 这个位置开始查找 C 风格的字符串 s 中的前 n 个字符
size_t find(const char* s, size_t pos, size_t n) const;
// 查找字符 c，默认是从头开始，pos 可以指定位置开始
size_t find(char c, size_t pos = 0) const;

返回值

• 若找到，返回子串/字符在字符串中第一次出现的起始下标位置。
• 若未找到，返回一个整数值 npos（针对 npos 的介绍会在下面给出）。通常判断 find() 函数的返回值是否等于 npos 就能知道是否查找到子串或者字符。

不同类型 find 例子

代码例子 代码 1——查找【字符串 / 子串】

// 代码 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello world hello everyone";
    string str = "llo";
    // 查找 string 类型的字符串
    size_t n = s.find(str);
    cout << n << endl;
    n = s.find(str, n + 1); // 从 n+1 这个指定位置开始查找
    cout << n << endl;
    // 查找 C 风格的字符串
    n = s.find("llo");
    cout << n << endl;
    n = s.find("llo", n + 1); // 从 n+1 这个指定位置开始查找
    cout << n << endl;
    return 0;
}

代码 2——精准查找【C 风格字符串的前 N 个字符】

// 代码 2
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello world hello everyone";
    // 在 s 中，0 这个指定位置开始查找"word"中的前 3 个字符
    size_t n = s.find("word", 0, 3);
    cout << n << endl;
    n = s.find("everyday", n + 1, 5);
    cout << n << endl;
    return 0;
}

代码 3——查找【单个字符】

// 代码 3
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello world hello everyone";
    size_t n = s.find('o');
    cout << n << endl;
    n = s.find('o', n + 1);
    cout << n << endl;
    return 0;
}

查找不到的情况 在字符串中查找字符或者字符串时，若查找不到，find 函数会返回 npos 这个值；该值并非随机数字，而是 string 中定义的一个静态常量。我们通常会通过判断 find 函数的返回值是否等于 npos，来确定查找是否成功。

// 查找不到的情况
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello world hello everyone";
    string str = "bit";
    size_t n = s.find(str);
    cout << n << endl;
    if (n != string::npos) cout << "找到了，位置是：" << n << endl;
    else cout << "没有找到" << endl;
    return 0;
}

（2）截取——substr()

函数参数

substr() 函数用于截取字符串中指定位置指定长度的子串。函数原型如下：

string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const;
// pos 的默认值是 0，也就是从下标为 0 的位置开始截取
// len 的默认值是 npos，意思是一直截取到字符串的末尾

substr() 的用法：

• substr()：如果函数不传参数，就是从下标为 0 的位置开始截取，直到结尾，得到的是整个字符串；
• substr(pos)：从指定下标 pos 位置开始截取子串，直到结尾；
• substr(pos, len)：从指定下标 pos 位置开始截取长度为 len 的子串。

返回值

返回值类型：string，返回的是截取到的字符串，可以使用 string 类型的字符串接收。

代码举例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello world hello everyone";
    string s1 = s.substr(7);
    cout << s1 << endl;
    string s2 = s.substr(7, 6);
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

（3）find() 和 substr() 结合

substr() 和 find() 经常是配合使用的，find 负责找到位置，substr 从这个位置向后获得字符串。

代码举例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello world hello everyone";
    size_t n = s.find("world");
    string s2 = s.substr(n, 10);
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

8、string 的关系运算

string 支持字符串比较，和 strcmp 比较规则一致，可以直接进行字符串比较，比如 >,=,<等等，只不过返回类型为 bool 类型 这里仅简单展示

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s1 = "abcd";
    string s2 = "abbcdef";
    char s3[] = "bbc";
    if (s1 > s2) cout << "s1 > s2" << endl;
    else cout << "s1 <= s2" << endl;
    if (s1 == s2) cout << "s1 == s2" << endl;
    else cout << "s1 != s2" << endl;
    if (s1 <= s3) cout << "s1 <= s3" << endl;
    else cout << "s1 > s3" << endl;
    return 0;
}

9、string 中字符串与基本数值类型的转换工具函数

（1）stoi/stol

• stoi：将字符串转换为 int 类型的值
• stol：将字符串转换为 long int 类型的值 两者用法类似，以 stoi 为例讲解：stoi 可将 string 类型的字符串转化为整型，函数原型如下：

函数参数

int stoi(const string& str, size_t* idx = 0, int base = 10);
long stol(const string& str, size_t* idx = 0, int base = 10);

• str：被转换的 string 类型字符串
• idx：输出型参数（指针类型）。需在外创建 size_t 类型变量，传递其地址给 idx；该参数会带回 str 中无法匹配数字的第一个字符的位置。
• base：被解析字符串的进制值（支持 2、8、10、16、0）：
  • 默认值为 10，表示解析 10 进制数字；
  • 传 2：解析 2 进制数字，最终转为 10 进制；
  • 传 8：解析 8 进制数字，最终转为 10 进制；
  • 传 16：解析 16 进制数字，最终转为 10 进制；
  • 传 0：自动推导进制（含 0x 则为 16 进制，0 开头则为 8 进制），最终转为 10 进制。

代码举例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    size_t pos = 0;
    string s1 = "11x34";
    int ret1 = stoi(s1, &pos, 16);
    cout << ret1 << endl;
    cout << "pos:" << pos << endl;
    string s2 = "11x34";
    int ret2 = stoi(s2, &pos, 2);
    cout << ret2 << endl;
    cout << "pos:" << pos << endl;
    string s3 = "0x11x34";
    int ret3 = stoi(s3, &pos, 0);
    cout << ret3 << endl;
    cout << "pos:" << pos << endl;
    return 0;
}

（2）stod/stof

stod 是将字符串转换成 double 类型的值，就是参数少了进制的描述 参数

double stod(const string& str, size_t* idx = 0);
float stof(const string& str, size_t* idx = 0);

代码示例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "3.14x456";
    double ret = stod(s, NULL);
    cout << ret << endl;
    return 0;
}

（3）to_string

就是将数字转换为字符串

string to_string(数字类型 val);

代码举例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string pi = "pi is " + to_string(3.14159);
    cout << pi << endl;
    return 0;
}