深入探索 C++ 中 string 的用法:从基础到实践

news2025/1/12 0:02:09

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str1
    string 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ch
    const 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str2
    string 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str2
    str1.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

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

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 lengthsize 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

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