C++ String 详解

使用 C 风格字符串初始化：

string s2("Hello, World!"); // s2 初始化为 "Hello, World!"

**默认初始化：**创建一个空字符串

string s1; // s1 是一个空字符串

二、string 常用迭代器

string 类提供了多种迭代器类型，用于遍历字符串中的字符：

使用示例：

int main() {
    string s("abcde");
    for (string::const_iterator i = s.cbegin(); i != s.cend(); i++)//输出每个字符并加，
        cout << *i << ",";
    cout << endl;
    for (auto i2 = s.rbegin(); i2 != s.rend(); i2++)//逆序输出每个字符并加 空格
        cout << *i2 << " ";
    cout << endl;
    for (auto i3 = s.begin() + 2; i3 != s.end(); i3++)//把除前 2 个字符外的字母变成大写
        *i3 = toupper(*i3); //需要引用 cctype 文件，在 vs2022 中可以不引用，因为 string 中已经引用过该文件
    cout << s << endl;
    return 0;
}

说明: toupper 函数把小写字母转为大写字母，该函数是 C 语言函数，由于 C++ 兼容 C 也可以直接使用，但需要引用对应的头文件 cctype。

三、string 常用运算符

string 类重载了多种运算符，方便字符串操作：

使用示例：

int main() {
    string s1("abcde");
    string s2;
    string s3;
    s2 = s1; //把 s1 的内容复制给 s2;
    s3 = s1 + s2;//s1 和 s2 的内容连结在一起复制给 s3
    cout << "s1:" << s1 << endl;
    cout << "s2:" << s2 << endl;
    cout << "s3:" << s3 << endl;
    if (s1 == s2) //判断两个字符串的内容是否相等
        cout << "s1==s2" << endl;
    if (s1 != s2)//判断两个字符串的内容是否不相等
        cout << "s1!=s2" << endl;
    if (s1 < s3)//判断两个字符串的大小
        cout << "s1<s3" << endl;
    else if (s1 > s3)
        cout << "s1>s3" << endl;
    else
        cout << "s1==s3" << endl;
    s1 += s2; //把 s2 的值连结到 s1 的末尾
    cout << "s1:" << s1 << endl;
    cout << "s2:" << s2 << endl;
    s1[0] = 'x'; //通过下标访问 s1 的内容
    cout << "s1:" << s1 << endl;
    return 0;
}

四、string 常用成员函数

1. size 和 length 成员函数

• 功能：返回字符串的长度（字符个数）
• 参数：无
• 返回值：字符串的长度，类型为 size_t
• 区别：两者功能相同，length() 是为了与早期 C++ 兼容，size() 是 STL 风格的命名

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

2. find 成员函数

• 功能：在字符串中查找子串或字符的第一次出现位置
• 参数：
  • str：要查找的子串
  • pos：开始查找的位置（默认为 0）
• 返回值：找到的位置，若未找到则返回 string::npos

string s = "Hello, World!";
size_t pos = s.find("World");
if (pos != string::npos) {
    cout << "Found at position: " << pos; // 输出：Found at position: 7
}

3. rfind 成员函数

• 功能：在字符串中查找子串或字符的最后一次出现位置
• 参数：
  • str：要查找的子串
  • pos：开始查找的位置（默认为 string::npos，表示从字符串末尾开始）
• 返回值：找到的位置，若未找到则返回 string::npos

string s = "Hello, World!";
size_t pos = s.rfind("o");
if (pos != string::npos) {
    cout << "Found at position: " << pos; // 输出：Found at position: 8
}

4. find_first_of 成员函数

• 功能：在字符串中查找第一个属于指定字符集的字符
• 参数：
  • str：包含要查找的字符集的字符串
  • pos：开始查找的位置（默认为 0）
• 返回值：找到的位置，若未找到则返回 string::npos

string s = "Hello, World!";
size_t pos = s.find_first_of("aeiou");
if (pos != string::npos) {
    cout << "First vowel at position: " << pos; // 输出：First vowel at position: 1
}

5. find_first_not_of 成员函数

• 功能：在字符串中查找第一个不属于指定字符集的字符
• 参数：
  • str：包含要排除的字符集的字符串
  • pos：开始查找的位置（默认为 0）
• 返回值：找到的位置，若未找到则返回 string::npos

string s = "Hello, World!";
size_t pos = s.find_first_not_of("Helo");
if (pos != string::npos) {
    cout << "First non-'Helo' character at position: " << pos; // 输出：First non-'Helo' character at position: 5
}

6. find_last_of 成员函数

• 功能：在字符串中查找最后一个属于指定字符集的字符
• 参数：
  • str：包含要查找的字符集的字符串
  • pos：开始查找的位置（默认为 string::npos，表示从字符串末尾开始）
• 返回值：找到的位置，若未找到则返回 string::npos

string s = "Hello, World!";
size_t pos = s.find_last_of("aeiou");
if (pos != string::npos) {
    cout << "Last vowel at position: " << pos; // 输出：Last vowel at position: 8
}

7. find_last_not_of 成员函数

• 功能：在字符串中查找最后一个不属于指定字符集的字符
• 参数：
  • str：包含要排除的字符集的字符串
  • pos：开始查找的位置（默认为 string::npos，表示从字符串末尾开始）
• 返回值：找到的位置，若未找到则返回 string::npos

string s = "Hello, World!";
size_t pos = s.find_last_not_of("!");
if (pos != string::npos) {
    cout << "Last non-'!' character at position: " << pos; // 输出：Last non-'!' character at position: 11
}

8. empty 成员函数

• 功能：判断字符串是否为空
• 参数：无
• 返回值：如果字符串为空返回 true，否则返回 false

string s1;
string s2 = "Hello";
cout << s1.empty(); // 输出：1 (true)
cout << s2.empty(); // 输出：0 (false)

9. insert 成员函数

• 功能：在指定位置插入字符串或字符
• 参数：
  • pos：插入位置
  • str：要插入的字符串
• 返回值：插入后的字符串引用

string s = "Hello World";
s.insert(5, ","); // s 现在是 "Hello, World"

10. erase 成员函数

• 功能：删除字符串中的部分字符
• 参数：
  • pos：开始删除的位置（默认为 0）
  • len：要删除的字符数（默认为 string::npos，表示删除到字符串末尾）
• 返回值：删除后的字符串引用

string s = "Hello, World!";
s.erase(5, 2); // s 现在是 "HelloWorld!"

11. push_back 成员函数

• 功能：在字符串末尾添加一个字符
• 参数：
  • c：要添加的字符
• 返回值：无

string s = "Hello";
s.push_back('!'); // s 现在是 "Hello!"

12. pop_back 成员函数

• 功能：删除字符串末尾的一个字符
• 参数：无
• 返回值：无

string s = "Hello!";
s.pop_back(); // s 现在是 "Hello"

13. replace 成员函数

• 功能：替换字符串中的部分字符
• 参数：
  • pos：开始替换的位置
  • len：要替换的字符数
  • str：替换的字符串
• 返回值：替换后的字符串引用

string s = "Hello, World!";
s.replace(7, 5, "C++"); // s 现在是 "Hello, C++!"

14. substr 成员函数

• 功能：返回字符串的子串
• 参数：
  • pos：子串的起始位置
  • len：子串的长度（默认为 string::npos，表示到字符串末尾）
• 返回值：子串

string s = "Hello, World!";
string sub = s.substr(7, 5); // sub 是 "World"

15. swap 成员函数

• 功能：交换两个字符串的内容
• 参数：
  • str：要交换的另一个字符串
• 返回值：无

string s1 = "Hello";
string s2 = "World";
s1.swap(s2); // s1 现在是 "World"，s2 现在是 "Hello"

16. c_str 成员函数

• 功能：返回一个指向 C 风格字符串的指针（以 null 结尾）
• 参数：无
• 返回值：指向 C 风格字符串的指针

string s = "Hello";
const char* cstr = s.c_str();
cout << cstr; // 输出：Hello

17. at 成员函数

• 功能：访问指定位置的字符（进行边界检查）
• 参数：
  • pos：字符的位置
• 返回值：指定位置的字符的引用
• 异常：如果位置超出范围，抛出 out_of_range 异常

string s = "Hello";
char c = s.at(0); // c 是 'H'
try {
    c = s.at(10); // 抛出 out_of_range 异常
} catch (const out_of_range& e) {
    cout << "Exception: " << e.what();
}

五、用于 string 的全局函数

下面的函数都不是 string 的成员函数，而是用于 string 比较常用的全局函数。

1. getline 函数

• 功能：从输入流中读取一行字符串，直到遇到换行符
• 参数：
  • is：输入流对象
  • str：存储读取结果的字符串
• 返回值：输入流对象的引用

string s;
cout << "Enter a line: ";
getline(cin, s);
cout << "You entered: " << s;

2. stod 函数

• 功能：将字符串转换为 double 类型
• 参数：
  • str：要转换的字符串
  • idx：可选参数，用于存储转换后第一个未使用字符的位置
• 返回值：转换后的 double 值

string s = "3.14159";
double d = stod(s);
cout << d; // 输出：3.14159

3. stoi 函数

• 功能：将字符串转换为 int 类型
• 参数：
  • str：要转换的字符串
  • idx：可选参数，用于存储转换后第一个未使用字符的位置
  • base：可选参数，转换的基数（默认为 10）
• 返回值：转换后的 int 值

string s = "123";
int i = stoi(s);
cout << i; // 输出：123

4. stoull 函数

• 功能：将字符串转换为 unsigned long long 类型
• 参数：
  • str：要转换的字符串
  • idx：可选参数，用于存储转换后第一个未使用字符的位置
  • base：可选参数，转换的基数（默认为 10）
• 返回值：转换后的 unsigned long long 值

string s = "123456789012345";
unsigned long long ull = stoull(s);
cout << ull; // 输出：123456789012345

5. to_string 函数

• 功能：将数值转换为字符串
• 参数：
  • val：要转换的数值（可以是 int、long、long long、unsigned int、unsigned long、unsigned long long、float、double 或 long double）
• 返回值：转换后的字符串

int i = 123;
string s = to_string(i);
cout << s; // 输出：123

六、基于范围 for 处理每个字符

C++11 引入了基于范围的 for 循环，可以更简洁地遍历字符串中的每个字符：

语法：

for (char c : str) {
    // 处理字符 c
}

示例：

string s("hello");
//输出
for (auto x : s) //对于 s 中的每一个字符
    cout << x << " ";//输出当前字符，后面紧跟一个空格
// 修改字符串中的字符
for (auto& c : s) //对于 s 中的每个字符 (注意:c 是引用)
    c = toupper(c);//c 是引用，因此赋值将改变 s 中字符的值
cout << s << endl;

注意事项：

• 如果只是读取字符，使用 auto c
• 如果需要修改字符，使用 auto& c
• 基于范围的 for 循环会自动遍历字符串中的每个字符，不需要手动管理索引或迭代器