C++ string 对象的操作(三十五)

news2025/4/8 1:20:33

1. string 对象的常见操作

下面的表格列出了 string 类型最常用的一些操作以及它们的功能：

操作	说明	示例
`os << s`	将字符串对象 s 写入输出流 os，返回 os。	`std::cout << s;`
`is >> s`	从输入流 is 中读取字符串赋给 s（以空白分隔），返回 is。	`std::cin >> s;`
`getline(is, s)`	从输入流 is 中读取一整行存入 s（读取到换行符为止，但不存储换行符），返回 is。	`std::getline(std::cin, s);`
`s.empty()`	如果字符串为空返回 true，否则返回 false。	`if (s.empty()) { ... }`
`s.size()`	返回字符串中字符的个数（即长度）。	`auto len = s.size();`
`s[n]`	返回 s 中第 n 个字符的引用（下标从 0 开始）。	`char ch = s[0];`
`s1 + s2`	返回 s1 和 s2 连接后的新字符串对象。	`string s3 = s1 + s2;`
`s1 = s2`	将 s2 的副本赋给 s1，覆盖 s1 原有内容。	`s1 = s2;`
`s1 == s2`, `s1 != s2`	判断两个字符串是否相等（比较时对大小写敏感）。	`if (s1 == s2) { ... }`
`<, <=, >, >=`	根据字典顺序比较两个字符串（同样区分大小写）。	`if (s1 < s2) { ... }`

说明：
对于 string 对象，输入操作符 (>>) 读取时会自动忽略开头的空白字符，并在遇到空白时结束读取，而 getline 则会读取一整行（遇到换行符就结束，并且不保存换行符）。

2. 读写 string 对象

与 int、double 等内置类型一样，我们可以使用 iostream 操作符对 string 对象进行读写操作。

2.1 使用 >> 和 <<

例如，下面的代码演示了如何读取一个单词并输出：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

int main() {
    string s; // 默认初始化为空字符串
    cin >> s; // 读取单词，遇到空白字符停止
    cout << s << endl; // 输出读取到的字符串
    return 0;
}

假设输入为 " Hello World! "，则 >> 操作符只会读取到 “Hello”，输出结果为：

Hello

如果需要连续读取多个单词，可以这样写：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

int main() {
    string s1, s2;
    cin >> s1 >> s2;  // 分别读取两个单词
    cout << s1 << s2 << endl;  // 输出 "HelloWorld!" (没有空格)
    return 0;
}

2.2 使用 getline 读取整行

有时我们希望能读取包含空白字符的整行内容，这时应使用 getline 函数。getline 函数的原型通常为：

std::getline(is, s);

下面是一个示例程序，它逐行读取输入并输出每一行：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;

int main() {
    string line;
    // 每次读取一整行，直到遇到文件结束标记
    while (std::getline(cin, line)) {
        cout << line << endl; // 输出整行（注意 line 中不包含换行符）
    }
    return 0;
}

如果输入为：

Hello World!
This is a test.

程序会输出：

Hello World!
This is a test.

2.3 判断空和求长度

empty()
string 对象的 empty() 成员函数返回一个布尔值，若字符串为空则返回 true。可以用来判断字符串是否为空。
size()
size() 返回字符串中字符的个数，其返回类型为 string::size_type，这通常是一个无符号类型，足以存放任何 string 对象的大小。建议使用 auto 或 decltype 推断变量类型：

string s = "Hello";
if (!s.empty()) {
    auto len = s.size(); // len 的类型为 string::size_type
    cout << "Length: " << len << endl;
}

注意： 在表达式中混用带符号与无符号数时要小心，可能会导致意想不到的结果。例如，如果将负数与 size() 的返回值进行比较，负数会被转换为很大的无符号数。

3. 字符串的赋值、连接与比较

3.1 赋值操作

string 类型支持赋值操作，可以用一个 string 对象的副本替换另一个对象的内容：

string st1("hello");
string st2("world");
st1 = st2;  // st1 现在的内容与 st2 相同，即 "world"

3.2 字符串连接

可以使用加号运算符 (+) 将两个 string 对象连接生成一个新的 string 对象：

string s1 = "hello,";
string s2 = "world!";
string s3 = s1 + s2;  // s3 的内容为 "hello,world!"

复合赋值运算符 (+=) 则用于将右侧 string 的内容追加到左侧对象的后面：

s1 += s2; // 等价于 s1 = s1 + s2;  s1 变为 "hello,world!"

3.3 与字面值的连接

由于 C++ 允许将字符字面值和字符串字面值转换为 string 对象，因此在需要 string 对象的地方可以直接使用字面值。但必须注意运算符 + 的两侧至少有一个操作数是 string 类型，否则就会出现编译错误：

string s1 = "hello";
string s4 = s1 + ",";           // 正确：s1 是 string，对 "," 进行转换后相加
// string s5 = "hello" + ",";   // 错误：两个字面值相加没有 string 对象参与

// 正确写法：确保每个加法运算符至少有一个操作数是 string
string s6 = s1 + ("," + string("world"));

一种常见的写法是：

string s6 = (s1 + ",") + "world";

这样子表达式的左侧一定是 string 类型，从而避免字面值之间直接相加的问题。

3.4 字符串比较

string 类型支持关系运算符：

相等性比较： == 和 != 用于判断两个 string 对象是否包含完全相同的字符序列（对大小写敏感）。

关系比较： <、<=、>、>= 根据字典顺序逐字符比较两个字符串的大小。
例如：

string str = "Hello";
string phrase = "Hello World";
string slang = "Hiya";
// 根据规则，"Hello" < "Hello World"（较短且前缀相同），而 "Hiya" 大于 "Hello" 及 "Hello World"

4. 总结

读写 string 对象：
- 使用 >> 操作符可读取单词（以空白分隔），使用 getline 读取整行。
- 输出时使用 << 操作符。
判断与获取长度：
- empty() 判断是否为空。
- size() 返回字符串长度，其类型为 string::size_type，建议使用 auto 推导。
赋值和连接：
- 赋值运算符 (=) 用于复制字符串内容。
- 加法运算符 (+) 用于字符串连接，注意混合字面值时至少有一侧是 string 对象。
- 复合赋值运算符 (+=) 用于追加字符串。
比较操作：
- 字符串比较运算符基于字典顺序且区分大小写。