C++ String 用法详解

C++中的 std::string 是一个非常强大且灵活的类，用于处理字符串。std::string 类是C++标准库中的一部分，它提供了丰富的成员函数来执行各种字符串操作，如连接、比较、查找、替换等。在本篇博客中，我们将深入探索 std::string 的用法，并通过一些示例代码展示如何在实际编程中使用它。

一、string 基本概念

1.本质：

string 是 C++ 风格的字符串，而 string 本质上是一个类
string 和 char* 区别：

• char* 是一个指针
• string 是一个类，类内部封装了char*，管理这个字符串，是一个char*型的容器。

2.特点：

string 类内部封装了很多成员方法 例如：查找 find，拷贝 copy，删除 delete 替换 replace，插入insert string 管理 char*所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等，由类内部进行负责

3.引入头文件

首先，你需要包含 <string> 头文件来使用 std::string。

#include <string>

4.命名空间

为了简化代码，我们通常使用 std 命名空间，这样就可以直接写 string 而不是 std::string。

using namespace std;

二、string 构造函数

1.构造函数原型：

• string(); 创建一个空的字符串例如: string str;
• string(const char* s); 使用字符串s初始化；
• string(const string& str); 使用一个string对象初始化另一个string对象；
• string(int n, char c); 使用n个字符c初始化；

2.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test1() {// 创建空字符串，调用默认构造函数string s1;cout << "s1: " << s1 << endl;const char* cstr = "hello world";// 用c_string构造字符串string s2(cstr);cout << "s2: " << s2 << endl;// 用字符串构造字符串，调用拷贝构造函数string s3(s2);cout << "s3: " << s3 << endl;// 用指定长度和字符构造字符串string s4(10, 'x');cout << "s4: " << s4 << endl;}int main() {test1();return 0;
}

三、string 赋值操作

1.功能描述：

• 给string字符串进行赋值。

2.赋值的函数原型：

• string& operator=(const char* s); char*类型字符串赋值给当前的字符串；
• string& operator=(const string &s); 把字符串s赋给当前的字符串；
• string& operator=(char c); 字符赋值给当前的字符串；
• string& assign(const char *s); 把字符串s赋给当前的字符串；
• string& assign(const char *s, int n); 把字符串s的前n个字符赋给当前的字符串；
• string& assign(const string &s); 把字符串s赋给当前字符串；
• string& assign(int n, char c); 用n个字符c赋给当前字符串；

3.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test1() {string str1;str1 = "hello world";cout << "str1 = " << str1 << endl;string str2;str2 = str1;cout << "str2 = " << str2 << endl;string str3;str3 = 'a';cout << "str3 = " << str3 << endl;string str4;str4.assign("hello c++");cout << "str4 = " << str4 << endl;string str5;str5.assign("hello c++",5);cout << "str5 = " << str5 << endl;string str6;str6.assign(str5);cout << "str6 = " << str6 << endl;string str7;str7.assign(5, 'x');cout << "str7 = " << str7 << endl;
}int main() {test1();return 0;
}// str1 = hello world
// str2 = hello world
// str3 = a
// str4 = hello c++
// str5 = hello
// str6 = hello
// str7 = xxxxx

四、string 字符串拼接

1.功能描述：

• 在字符串末尾拼接字符串

2.函数原型：

• string& operator+=(const char* str); 重载+=操作符；
• string& operator+=(const char c); 重载+=操作符；
• string& operator+=(const string& str); 重载+=操作符；
• string& append(const char *s); 把字符串s连接到当前字符串结尾；
• string& append(const char *s, int n); 把字符串s的前n个字符连接到当前字符串结尾；
• string& append(const string &s); 同operator+=(const string& str)；
• string& append(const string &s, int pos, int n); 字符串s中从pos开始的n个字符连接到字符串结尾；

3.示例

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;//字符串拼接
void test1()
{string str1 = "我";str1 += "爱玩游戏";cout << "str1 = " << str1 << endl;str1 += ':';cout << "str1 = " << str1 << endl;string str2 = "LOL DNF";str1 += str2;cout << "str1 = " << str1 << endl;string str3 = "I";str3.append(" love ");cout << "str3 = " << str3 << endl;str3.append("game abcde", 4);//str3.append(str2);cout << "str3 = " << str3 << endl;str3.append(str2, 4, 3); // 从下标4位置开始 ，截取3个字符，拼接到字符串末尾cout << "str3 = " << str3 << endl;
}int main() {test1();return 0;
}// str1 = 我爱玩游戏
// str1 = 我爱玩游戏:
// str1 = 我爱玩游戏:LOL DNF
// str3 = I love 
// str3 = I love game
// str3 = I love gameDNF

五、string 查找和替换

1.功能描述：

• 查找：查找指定字符串是否存在
• 替换：在指定的位置替换字符串

2.函数原型：

• int find(const string& str, int pos = 0) const; 查找 str 第一次出现位置，从 pos 开始查找，没有找到返回 -1，否则返回出现位置；
• int find(const char* s, int pos = 0) const; 查找 s 第一次出现位置,从 pos 开始查找；
• int find(const char* s, int pos, int n) const; 从 pos 位置查找 s 的前 n 个字符第一次位置；
• int find(const char c, int pos = 0) const; 查找字符 c 第一次出现位置；
• int rfind(const string& str, int pos = npos) const; 查找 str 最后一次位置,从 pos 开始查找；
• int rfind(const char* s, int pos = npos) const; 查找 s 最后一次出现位置，从 pos 开始查找；
• int rfind(const char* s, int pos, int n) const; 从 pos 查找 s 的前 n 个字符最后一次位置；
• int rfind(const char c, int pos = 0) const; 查找字符 c 最后一次出现位置；
• string& replace(int pos, int n, const string& str); 替换从 pos 开始 n 个字符为字符串 str；
• string& replace(int pos, int n,const char* s); 替换从 pos 开始的 n 个字符为字符串 s；

3.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;inline void print_pos(int pos) {if (pos == string::npos) {cout << "未找到" << endl;} else {cout << "pos: " << pos << endl;}
}void test1() {// 定义一个字符串str1string str1 = "abcdefgdefgde";// 使用find函数查找"de"在str1中第一次出现的位置int pos = str1.find("de");print_pos(pos);// 使用rfind函数查找"de"在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind("de");print_pos(pos);// 使用find函数从索引6开始查找"de"在str1中第一次出现的位置pos = str1.find("de", 6);print_pos(pos);// 使用rfind函数从索引6开始查找"de"在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind("de", 6);print_pos(pos);// 使用find函数从索引1开始，查找长度为2的子串"de"在str1中第一次出现的位置pos = str1.find("de", 1, 2);print_pos(pos);// 使用rfind函数从索引10开始，查找长度为2的子串"de"在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind("de", 10, 2);print_pos(pos);// 定义一个字符chconst char ch = 'e';// 使用find函数查找字符ch在str1中第一次出现的位置pos = str1.find(ch);print_pos(pos);// 使用rfind函数查找字符ch在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind(ch);print_pos(pos);// 使用find函数从索引6开始查找字符ch在str1中第一次出现的位置pos = str1.find(ch, 6);print_pos(pos);// 使用rfind函数从索引6开始查找字符ch在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind(ch, 6);print_pos(pos);// 定义一个字符串str2string str2 = "de";// 使用find函数查找str2在str1中第一次出现的位置pos = str1.find(str2);print_pos(pos);// 使用rfind函数查找str2在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind(str2);print_pos(pos);// 使用find函数从索引6开始查找str2在str1中第一次出现的位置pos = str1.find(str2, 6);print_pos(pos);// 使用rfind函数从索引6开始查找str2在str1中最后一次出现的位置pos = str1.rfind(str2, 6);print_pos(pos);
}void test2() {string str1 = "abcdefgdefgde";// 将str1中从索引1开始的5个字符替换为"123456"str1.replace(1, 5, "123456");cout << str1 << endl;str1 = "abcdefgdefgde";string str2 = "123";// 将str1中从索引1开始的3个字符替换为str2str1.replace(1, 3, str2);cout << str1 << endl;str1 = "abcdefgdefgde";// 将str1中从索引1开始的5个字符替换为"123456"，只替换前3个字符str1.replace(1, 5, "123456", 3);cout << str1 << endl;
}int main() {test1();test2();return 0;
}// pos: 3
// pos: 11
// pos: 7
// pos: 3
// pos: 3
// pos: 7
// pos: 4
// pos: 12
// pos: 8
// pos: 4
// pos: 3
// pos: 11
// pos: 7
// pos: 3
// a123456gdefgde
// a123efgdefgde
// a123gdefgde

4.总结：

• find查找是从左往后，rfind从右往左；
• find找到字符串后返回查找的第一个字符位置，找不到返回-1；
• replace在替换时，要指定从哪个位置起，多少个字符，替换成什么样的字符串；

六、string 字符串比较

1.功能描述：

• 字符串之间的比较

2.比较方式：

• 字符串比较是按字符的ASCII码进行对比
  • = 返回 0

  • 返回 1

  • < 返回 -1

3.函数原型：

• int compare(const string &s) const; 与字符串s比较
• int compare(const char *s) const; 与字符串s比较

4.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test1() {std::string s1 = "hello";std::string s2 = "world";std::string s3 = "hello";int ret = s1.compare(s2);int ret2 = s1.compare(s3);if (ret == 0) {cout << "s1 and s2 are equal" << endl;} else if (ret < 0) {cout << "s1 is less than s2" << endl;} else {cout << "s1 is greater than s2" << endl;}if (ret2 == 0) {cout << "s1 and s3 are equal" << endl;} else if (ret2 < 0) {cout << "s1 is less than s3" << endl;} else {cout << "s1 is greater than s3" << endl;}
}int main() {test1();return 0;
}// s1 is less than s2
// s1 and s3 are equal

5.总结：

字符串对比主要是用于比较两个字符串是否相等，判断谁大谁小的意义并不是很大

七、string 字符存取

string 中单个字符存取方式有两种

1.函数原型：

• char& operator[](int n); 通过[]方式取字符
• char& at(int n); 通过at方法获取字符

2.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test1() {string str = "hello world";for (int i = 0; i < str.size(); i++) {cout << str[i] << " ";}cout << endl;for (int i = 0; i < str.size(); i++) {cout << str.at(i) << " ";}cout << endl;//字符修改str[0] = 'x';cout << str << endl;str.at(1) = 'x';cout << str << endl;}int main() {test1();return 0;
}// h e l l o   w o r l d 
// h e l l o   w o r l d 
// xello world
// xxllo world

3.总结：

string字符串中单个字符存取有两种方式，利用 [ ] 或 at

八、string 插入和删除

1.功能描述：

• 对string字符串进行插入和删除字符操作

2.函数原型：

• string& insert(int pos, const char* s); 插入字符串
• string& insert(int pos, const string& str); 插入字符串
• string& insert(int pos, int n, char c); 在指定位置插入n个字符c
• string& erase(int pos, int n = npos); 删除从Pos开始的n个字符

3.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test() {string s1 = "hello world";s1.insert(0, "good ");cout << s1 << endl;string s2 = "good morning";s1.insert(s1.find("world"), s2);cout << s1 << endl;char c = 'a';s1.insert(s1.find("morning"), 1, c);cout << s1 << endl;s1.erase(s1.find("good"), 4);cout << s1 << endl;
}int main() {test();return 0;
}// good hello world
// good hello good morningworld
// good hello good amorningworld
//  hello good amorningworld

4.总结：

插入和删除的起始下标都是从0开始

九、string 子串

1.功能描述：

• 从字符串中获取想要的子串

2.函数原型：

• string substr(int pos = 0, int n = npos) const; 返回由pos开始的n个字符组成的字符串

3.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test1() {string s = "hello world";string sub = s.substr(6);cout << sub << endl;sub = s.substr(0, 5);cout << sub << endl;string email = "hello@sina.com";int pos = email.find("@");string username = email.substr(0, pos);cout << "username: " << username << endl;
}int main() {test1();return 0;
}// world
// hello
// username: hello

4.总结：

灵活的运用求子串功能，可以在实际开发中获取有效的信息

十、string 求字符串长度 (length 或 size)

1.功能描述：

可以使用 length 或 size 方法来获取字符串的长度。

2.函数原型：

• size_type length() const noexcept; 返回 string类型的字符串长度，不包括终止符，单位字节
• size_type size() const noexcept; 返回 string类型的字符串长度，不包括终止符，单位字节

3.示例：

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;void test1() {string s = "hello world";cout << s.length() << endl;cout << s.size() << endl;
}int main() {test1();return 0;
}// 11
// 11

十一、字符串到数值的转换

C++标准库提供了多种将字符串转换为数值类型的方法，如std::stoi、std::stof、std::stod等。

1.整数转换

std::string s = "123";
int i = std::stoi(s); // 将字符串s转换为整数i

2.浮点数转换

std::string s = "3.14";
float f = std::stof(s); // 将字符串s转换为浮点数f

3.双精度浮点数转换

std::string s = "2.71828";
double d = std::stod(s); // 将字符串s转换为双精度

4.将其他类型转换为字符串

int num = 123456;
std::string s1 = std::to_string(num); //   将int类型转换为字符串

需要注意的是，如果字符串不能转换为有效的数字，上述函数会抛出异常。

5.转换为C风格的字符串

可以使用 c_str 方法将 std::string 转换为C风格的字符串。

const char* cstr = s1.c_str();

十二、总结

std::string 类提供了丰富的功能和灵活的操作，使得在C++中处理字符串变得简单而高效。通过深入了解和熟练掌握 std::string 的基本用法和高级特性，你可以更加有效地处理字符串相关的任务，编写出更加高效和可维护的代码。随着C++标准的不断演进，我们可以期待 std::string 类会添加更多有用的功能和性能优化。希望这篇博客能帮助你更好地理解和使用 C++ 中的 std::string 类！

参考链接：cppreference string