C++ string 类详解：初始化、遍历与常用函数

2. string 的遍历

2.1 下标访问

size() 和 length() 都返回字符个数（字节数，不含末尾隐藏的 \0）。早期 length() 独立存在，后来为了符合 STL 容器统一接口规范增加了 size()，建议优先使用 size()。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    cout << s1.size() << endl;
    cout << s1.length() << endl;
    return 0;
}

operator[] 重载了方括号运算符，用于读取或修改字符。注意越界访问可能导致未定义行为或读取垃圾数据。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    cout << s1[5] << endl; // 访问下标为 5 的元素
    s1[6] = 'M';           // 修改下标为 6 的元素
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

下标遍历示例：

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    for (int i = 0; i < s1.size(); i++) {
        cout << s1[i] << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

2.2 范围 for 循环

C++11 引入的范围 for 循环简化了遍历过程，底层通常替换为迭代器实现。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    for (auto e : s1) {
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

注意： 如果直接使用 auto e，变量是值拷贝，修改 e 不会影响原字符串。若需修改，应使用引用 auto &e。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    for (auto &e : s1) {
        e = 'm';
        cout << e << " ";
    }
    cout << endl;
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

2.3 迭代器遍历

迭代器充当通用指针，屏蔽底层实现细节。begin() 指向首元素，end() 指向尾元素之后。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    string::iterator it = s1.begin();
    while (it != s1.end()) {
        cout << *it << " ";
        it++;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

反向迭代器 rbegin() 和 rend() 可用于倒序遍历。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    string::reverse_iterator it = s1.rbegin();
    while (it != s1.rend()) {
        cout << *it << " ";
        it++;
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

二、有关 string 容量的函数

string 底层由指针、大小（Size）、容量（Capacity）及内部缓冲区组成。Size 记录有效字符数，Capacity 记录分配总空间。

1. capacity

容量不一定等于 Size，额外空间允许添加新字符而不必立即重新分配内存。不同编译器扩容策略可能不同（如 VS 默认先开 16 字节缓冲，超出后按倍数增长）。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    size_t sz = s1.capacity();
    cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
    cout << "making s grow:\n";
    for (int i = 0; i < 100; ++i) {
        s1.push_back('c');
        if (sz != s1.capacity()) {
            sz = s1.capacity();
            cout << "capacity changed: " << sz << '\n';
        }
    }
    cout << endl;
    return 0;
}

reserve 提前预留空间，避免频繁扩容开销。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    s1.reserve(100);
    cout << s1.capacity() << endl;
    return 0;
}

2. 其它容量相关函数

clear：清空内容，长度变为 0。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    s1.clear();
    cout << s1.size() << endl;
    return 0;
}

empty：判断是否为空。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    s1.clear();
    if (s1.empty()) {
        cout << "字符串为空" << endl;
    }
    return 0;
}

三、常用的成员函数

1. operator+=

在字符串末尾追加内容。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    cout << s1 << endl;
    s1 += " Hello kong";
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

2. push_back

在末尾附加单个字符。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    cout << s1 << endl;
    s1.push_back(' ');
    s1.push_back('m');
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

3. append

添加字符串或子串。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    s1.append("geerghre");
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

截取并添加：

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

int main() {
    string s1 = "I love ";
    string s2 = "C++ Programming";
    // 从 s2 索引 4 开始取 7 个字符 "Program"
    s1.append(s2, 4, 7);
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

4. substr

生成子串。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    string s2 = s1.substr(5);
    cout << s2 << endl;
    return 0;
}

5. find 与 replace

find：搜索首次出现位置，未找到返回 npos。

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

int main() {
    string s1("HelloWorld");
    size_t pos = s1.find('#');
    if (pos == string::npos) {
        cout << "没有这个字符串" << endl;
    }
    return 0;
}

replace：替换指定范围的字符。

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

int main() {
    string s1("Hello.Worl.dtdjd.dhsdjt");
    size_t pos = s1.find('.');
    while (pos != string::npos) {
        s1.replace(pos, 1, "##");
        pos = s1.find('.', pos + 2);
    }
    cout << s1 << endl;
    return 0;
}

6. getline

处理含空格的整行输入。注意混用 cin >> 时残留换行符的问题。

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

int main() {
    string s1, s2;
    cout << "请输入 s1 的字符串:";
    cin >> s1;
    cout << "s1 的字符串为:" << s1 << endl << endl;
    
    // 清除缓冲区中的换行符
    cin.ignore(); 
    
    cout << "请输入 s2 的字符串:";
    getline(cin, s2);
    cout << "s2 的字符串为:" << s2 << endl;
    return 0;
}

如需查阅更多官方文档，可参考 cplusplus.com/string。