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【C++篇】探索STL之美：熟悉使用String类

news 2025/7/10 5:43:38

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C++ string 类从入门到精通：

1. string简介

C++ 标准库中的 std::string 类是一个非常强大的工具，用于处理和操作字符串。它属于 <string> 头文件，并提供了一套丰富的功能和方法。以下是 std::string 类的一些主要特性和常用操作：

字符串是表示字符序列的类
1. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
2. string类是使用char(即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信息，请参阅basic_string)。
3. string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits 和allocator（配置器）作为basic_string的默认参数(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。
总结：
string是表示字符串的字符串类
该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作string的常规操作。
string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator> string;
不能操作多字节或者变长字符的序列。
在使用string类时，必须包含#iostream头文件以及using namespace std;

2. string 类的构造及基本接口函数

2.1 string 类的构造方法

string 类支持多种构造方式，以下是常见的构造函数：

下面简单演示上述多个函数如何使用和了解其功能，代码如下：

2.1.1 示例：

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{string s2("hello world");string s1;//构造一个空的字符串string s3("C++");//使用字符串C++构造s3对象string s4(10, 'c');//构造包含10个'c'的s4对象string s5(s2);//使用s2拷贝构造s5cout <<"s1:"<< s1 << endl;cout <<"s3:"<< s3 << endl;cout <<"s4:"<< s4 << endl;cout <<"s5:"<< s5 << endl;return 0;
}

输出结果：

s1:
s3:C++
s4:cccccccccc
s5:hello world

2.2 String类常见的操作

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{string s2("hello world");cout << s2 << endl;cout << s2.size() << endl;cout << s2.length() << endl;cout << s2.capacity() << endl;s2.resize(5);cout << s2 << endl;//cout << s2.reserve() << endl;s2.clear();if (s2.empty())cout << "s2为空字符串" << endl;else {cout << "s2不为空字符串" << endl;}s2.resize(100);cout << s2 << endl;return 0;
}

2.2.1 示例：

hello world
11
11
15
hello
s2为空字符串

补充：resize使用示例：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string s = "Hello";cout << "Size: " << s.size() << endl;     // 返回字符串长度cout << "Capacity: " << s.capacity() << endl;  // 返回容量s.resize(10, 'X');                        // 将长度改为10，多出部分用'X'填充cout << "Resized: " << s << endl;s.clear();                                // 清空字符串cout << "Is empty: " << s.empty() << endl;  // 检查是否为空return 0;
}

输出结果：

Size: 5
Capacity: 15
Resized: HelloXXXXX
Is empty: 1

注意：

1. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用'\0'来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
2. reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserve不会改变容量大小。
3. size和capacity都不包括’\0’。

2.3 字符串的遍历与访问

常见字符串遍历方法接口（interface）：

2.3.1 示例：

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{string s2("hello world");s2[0] = 'x';cout << s2 << endl;cout<<s2.at(1) << endl;//返回指定位置的对象string::iterator it = s2.begin();//迭代器遍历while (it != s2.end()){cout << *it;++it;}cout << endl;//范围for,auto自动推导类型for (auto it = s2.begin(); it != s2.end(); it++)cout << *it;cout << endl;return 0;
}

输出结果：

xello world
e
xello world
xello world

3. string类高级接口（interface）

3.1 字符串的查找操作

常见查找接口如下：

C++中string::npos的概念，它是size_t的最大值，表示字符串结束。

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
using namespace std;int main()
{string s1("hello world hello bit!");//find的使用//在字符串中查找子字符串或字符，返回其首次出现的位置，找不到则返回 string::npossize_t ret = s1.find('e');if (ret == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret:"<<ret << endl;}size_t ret2 = s1.find('o');if (ret2 == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret2:" << ret2 << endl;}//rfind的使用//反向查找字符串，返回最后一次出现子串或字符的位置size_t ret3 = s1.rfind('o');if (ret3 == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret3:" << ret3 << endl;}//find_first_of()	//查找指定字符集中的任意一个字符，返回第一次出现的索引size_t ret4=s1.find_first_of("b");if (ret4 == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret4:" << ret4 << endl;}size_t ret5 = s1.find_first_of("bit");if (ret5 == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret5:" << ret5 << endl;}size_t ret6 = s1.find_last_of('t');if (ret6 == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret6:" << ret6 << endl;}size_t ret7 = s1.find_last_of("bi");if (ret7 == string::npos)printf("未找到！\n");else{cout << "ret7:" << ret7 << endl;}return 0;
}

输出结果：

ret:1
ret2:4
ret3:16
ret4:18
ret5:18
ret6:20
ret7:19

3.1.1 相关链接

C++ string::find() 文档
C++ string::rfind() 文档
C++ string::find_first_of() 文档
C++ string::find_last_of() 文档

3.2 字符串的比较操作

这几个接口比较简单，日期类实现过，这里就不再重复了.

3.3 字符串的替换操作

3.3.1 相关链接

C++ string::replace() 文档

3.3.2 示例：

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{//我们将wzy换成C++string s1("hello wzy hello java!");cout << s1 << endl;s1.replace(6, 3, "C++");//将string s1开始的第六个字符的后面三个字符换成C++cout << s1 << endl;return 0;
}

输出结果：

hello wzy hello java!
hello C++ hello java!

3.4 字符串的截取操作

3.4.1 示例:

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{string s1("hello wzy hello java!");string s2=s1.substr(10, 11);//cout << s2 << endl;return 0;
}

输出结果：

hello wzy hello java!
hello java!

3.4.2 相关链接

C++ string::substr() 文档

3.5 字符串的插入与删除操作

补充：由于C++是很注重效率的编程语言，上诉两个接口函数插入数据前均需要移动原有数据，效率低下，不建议使用。

3.5.1 示例：

#include<iostream>
using namespace std;int main()
{string s1("hello wzy hello java!");cout << "orign staus:"<<s1 << endl;s1.insert(6, "n");cout << "After insert:"<<s1 << endl;s1.erase(6,1);cout << "After erase:" << s1 << endl;s1.erase(5);cout << "After erase:" << s1 << endl;return 0;
}

输出结果：

orign staus:hello wzy hello java!
After insert:hello nwzy hello java!
After erase:hello wzy hello java!
After erase:hello

3.5.2 相关链接

C++ string::insert() 文档
C++ string::erase() 文档

3.6 字符串与整数的转换

#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{int num = 20;string s1 = to_string(num);//将数值转换为字符串cout << s1 << endl;string s="123456";int sNum=stoi(s);//将字符串转换为整数cout << sNum << endl;string s3("123");float s4 = stof(s3);//将字符串转换为浮点数cout << s4 << endl;return 0;
}

输出结果：