目录
1.引言
什么是字符串？
C 风格字符串 vs std::string
2. std::string 基础
定义与初始化
字符串输入与输出
3. 字符串操作
3.1字符串拼接与连接
3.2 比较字符串
3.3 查找与替换
3.4 子字符串与切片
4. 字符串的常用成员函数
4.1 长度与容量
4.2 访问字符
4.3 转换大小写
4.4 其他有用的函数
5. 高级用法
5.1 字符串流（stringstream）
5.2 字符串与其他数据类型的转换
结语：
1.引言
什么是字符串？
字符串是由一系列字符组成的序列，用于表示文本信息。它在编程中被广泛应用于用户交互、文件处理、数据解析等场景。
C 风格字符串 vs std::string
在 C++ 中，有两种主要的字符串类型：
C 风格字符串（C-strings）：基于字符数组，以空字符 ('\\0') 结尾。
C++ std::string 类：更高级、功能更丰富的字符串类，封装了字符串操作的复杂性。
C 风格字符串示例：
char cstr[] = "Hello, World!";
std::string 示例：
#include <string>
std::string str = "Hello, World!";
2. std::string 基础
定义与初始化
std::string 是 C++ 标准库中的一个类，位于 <string> 头文件中。它封装了字符序列，并提供了丰富的成员函数用于操作字符串。
初始化有很多中方式，如下图：
这个只要了解一下就行
包含头文件：
#include<string>
初始化示例：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
// 默认构造函数
std::string str1;
// 使用字符串字面值初始化
std::string str2 = "Hello";
// 使用拷贝构造函数
std::string str3(str2);
// 使用部分初始化
std::string str4(str2, 0, 3); // "Hel"
// 使用重复字符初始化
std::string str5(5, 'a');
std::cout << "str1: " << str1 << std::endl;
std::cout << "str2: " << str2 << std::endl;
std::cout << "str3: " << str3 << std::endl;
std::cout << "str4: " << str4 << std::endl;
std::cout << "str5: " << str5 << std::endl;
return 0;
}
输出：
字符串输入与输出
输出字符串：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string gre = "Hello, C++ Strings!";
std::cout << gre << std::endl;
return 0;
}
从用户输入字符串：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string input;
std::cout << "请输入一个字符串：";
std::cin >> input; // 读取直到第一个空白字符
std::cout << "您输入的字符串是：" << input << std::endl;
return 0;
}
读取包含空格的整行字符串：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string line;
std::cout << "请输入一行文本：";
std::getline(std::cin, line);
std::cout << "您输入的文本是：" << line << std::endl;
return 0;
}
3. 字符串操作
常用的字符串操作如下,了解就行：
3.1字符串拼接与连接
使用 + 运算符：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string first = "Hello, ";
std::string second = "World!";
std::string combined = first + second;
std::cout << combined << std::endl; // 输出: Hello, World!
return 0;
}
使用 append() 函数：
// 字符串追加
std::string str="hello";
str.append(", world");
std::cout << str << std::endl;
使用 += 运算符：
// +=拼接字符串
str="data";
str+=" stream";
std::cout << str << std::endl;
3.2 比较字符串
关于字符串的比较，其实是逐个位置按照字符比较，计算机中字符存储的方式是ASCII码表，每个字符对应一个ASCII码值，比较字符就是比较ASCII码值的大小：
这是我从网上找的表格资料，其中一些控制字符也是通过ASCII码存储的：
还可以使用==, !=, <, >, <=, >= 运算符：
string a="apple";
std::string b="Apple";
// 字符串字典序比较
if(a < b){
std::cout << "a is less than b" << std::endl;
}else if (a == b){
std::cout << "a is equal to b" << std::endl;
}else{
std::cout << "a is greater than b" << std::endl;
}
输出：
3.3 查找与替换
使用 find() 查找子字符串：
//查找字符串
std::string text = "The quick brown fox jumps over the lazy dog.";
std::string word = "fox";
auto pos = text.find(word); // 查找子串
if(pos == std::string::npos){ // npos代表未找到
std::cout << "未匹配到内容" << std::endl;
std::cout << pos << std::endl;
}else{
std::cout << "匹配位置: " << pos << std::endl;
}
替换子字符串：
//替换字符串
text = "I like cats.";
std::string from = "cats";
std::string to = "dogs";
pos = text.find(from);
if(pos != std::string::npos){
text.replace(pos,from.length(),to); // 替换指定子串
std::cout << "替换后: " << text << std::endl;
}else{
std::cout << "'"<< from << "'未找到"<<std::endl;
}
3.4 子字符串与切片
使用 substr() 获取子字符串：
//提取子串
str = "Hello, World!";
std::string sub = str.substr(7,5); // 截取：起始下标，截取长度
std::cout << "子串: " << sub << std::endl;
std::string new_sub = str.substr(7); // 只传起始下标，截取到末尾
std::cout << "子串: " << new_sub << std::endl;
注意： 如果省略第二个参数，substr() 会返回从起始位置到字符串末尾的所有字符。
4. 字符串的常用成员函数
4.1 长度与容量
获取字符串长度：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "C++ Programming";
std::cout << "字符串长度: " << str.length() << std::endl; // 输出: 14
// 或者使用 size()
std::cout << "字符串大小: " << str.size() << std::endl; // 输出: 14
return 0;
}
获取字符串容量：
每个 std::string 对象都有一个容量（capacity），表示它当前能够持有的最大字符数，而不需要重新分配内存。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello";
std::cout << "初始容量: " << str.capacity() << std::endl;
str += ", World!";
std::cout << "追加后的容量: " << str.capacity() << std::endl;
return 0;
}
输出示例：
初始容量: 15
追加后的容量: 15
注意： 容量可能因实现而异，并不保证它等于长度，容量是一个指数级扩充。
4.2 访问字符
对字符串中的字符操作，有如下方法, 切记需包含头文件：
使用索引访问单个字符：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "ABCDE";
// 正向索引
for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
std::cout << "字符 " << i << ": " << str[i] << std::endl;
}
//反向遍历
for(int i = str.length() – 1; i >= 0 ; i –){
std::cout << "下标为 " << i << "的字符为" << str[i] << std::endl;
}
return 0;
}
使用 at() 函数（包含边界检查）：
//try-catch捕获异常
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "ABCDE";
try {
char c = str.at(10); // 超出范围，会抛出异常
} catch (const std::out_of_range& e) {
std::cout << "异常捕获: " << e.what() << std::endl;
}
return 0;
}
4.3 转换大小写
C++ 标准库中的 std::toupper 和 std::tolower 可以用于转换字符的大小写。结合 std::transform，可以实现整个字符串的大小写转换。
转换为大写：
#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <cctype>
int main() {
std::string str = "Hello, World!";
// 全部转大写
std::transform(str.begin(), str.end(), str.begin(),
[](unsigned char c){ return std::toupper(c);}); // lambda表达式,接收一个字符c，对c进行转大写操作
std::cout << str << std::endl;
// 以小写为例，上面的逻辑相当于，迭代器遍历全部转小写
for(auto iter = str.begin(); iter != str.end(); iter++){
*iter = std::tolower(*iter);
}
std::cout << str << std::endl;
return 0;
}
4.4 其他有用的函数
empty()：检查字符串是否为空：
std::string str;
if (str.empty()) {
std::cout << "字符串为空。" << std::endl;
}
clear()：清空字符串内容：
std::string str = "Clear me!";
str.clear();
std::cout << "str: " << str << std::endl; // 输出为空
erase()：删除字符串的部分内容：
std::string str = "Hello, World!";
str.erase(5, 7); // 从位置5开始，删除7个字符
std::cout << str << std::endl; // 输出: Hello!
insert()：在指定位置插入字符串或字符：
std::string str = "Hello World";
str.insert(5, ",");
std::cout << str << std::endl; // 输出: Hello, World
replace():替换字符串的部分内容（前面已示例）。
find_first_of(), find_last_of()：查找字符集合中的任何一个字符。
std::string str = "apple, banana, cherry";
size_t pos = str.find_first_of(", ");
std::cout << "第一个逗号或空格的位置: " << pos << std::endl; // 输出: 5
5. 高级用法
5.1 字符串流（stringstream）
std::stringstream 是 C++ 标准库中第 <sstream> 头文件提供的一个类，用于在内存中进行字符串的读写操作，类似于文件流。
基本用法示例：
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
int main() {
std::stringstream ss;
ss << "Value: " << 42 << ", " << 3.14;
std::string result = ss.str();
std::cout << result << std::endl; // 输出: Value: 42, 3.14
return 0;
}
从字符串流中读取数据：
// 字符串分割提取数字、字符串
std::string data = "123 45.67 Hello";
std::stringstream ss1(data); //将字符串存入流中
int a1;
double b1;
std::string c;
ss1 >> a1 >> b1 >> c;
std::cout << "a1: " << a1 << ", b1: " << b1 << ", c: " << c << std::endl;
// 输出: a: 123, b: 45.67, c: Hello
5.2 字符串与其他数据类型的转换
将其他类型转换为 std::string：
使用 std::to_string():
// 数字转字符串 to_string
int num = 100;
double pi = 3.14159;
str1 = std::to_string(num);
str2 = std::to_string(pi);
std::cout << "str1: " << str1 << ", str2: " << str2 << std::endl;
// 输出: str1: 100, str2: 3.141590
将 std::string 转换为其他类型：
使用字符串流：
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
int main() {
std::string numStr = "256";
std::string piStr = "3.14";
int num;
double pi;
std::stringstream ss1(numStr);
ss1 >> num;
std::stringstream ss2(piStr);
ss2 >> pi;
std::cout << "num: " << num << ", pi: " << pi << std::endl;
// 输出: num: 256, pi: 3.14
return 0;
}
使用 std::stoi(), std::stod() 等函数（C++11 及以上）：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string numStr = "256";
std::string piStr = "3.14";
int num = std::stoi(numStr);
double pi = std::stod(piStr);
std::cout << "num: " << num << ", pi: " << pi << std::endl;
// 输出: num: 256, pi: 3.14
return 0;
}
这个用法就会简单很多。
结语：
今日任务是学习string类的一些用法，Fighting!
