「C/C++」C++ STL容器库 之 std::string 字符串类

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引言

std::string是C++标准库中的一个核心类，用于表示和操作字符串。这个类在C++98标准中首次引入，并在后续的C++03、C++11、C++14、C++17和C++20等标准中得到了持续的改进和增强。std::string提供了丰富的成员函数和操作符，使得字符串的创建、修改、访问和比较等操作变得既简单又高效。本文将详细介绍std::string的用法，并通过代码示例展示其在实际编程中的应用。

支持的C++版本

std::string自C++98标准以来就一直是C++标准库的一部分，并在后续的C++标准中得到了持续的支持和改进。因此，你可以在任何支持这些标准的C++编译器中使用std::string。

std::string的基本用法

1. 包含头文件

要使用std::string，你需要包含<string>头文件。

#include <string>

2. 构造和初始化

std::string的构造函数允许你通过多种方式初始化字符串，包括无参构造（空字符串）、使用C风格字符串初始化、使用另一个std::string对象初始化、使用字符数组或字符指针的指定长度部分初始化等。

#include <iostream>
#include <string>int main() {// 无参构造，空字符串std::string s1;std::cout << "s1: \"" << s1 << "\"" << std::endl; // 输出：s1: ""// 使用C风格字符串初始化std::string s2("Hello, World!");std::cout << "s2: \"" << s2 << "\"" << std::endl; // 输出：s2: "Hello, World!"// 使用另一个std::string对象初始化std::string s3(s2);std::cout << "s3: \"" << s3 << "\"" << std::endl; // 输出：s3: "Hello, World!"// 使用字符数组或字符指针的指定长度部分初始化const char* cstr = "Hello, C++!";std::string s4(cstr, 5); // 只取前5个字符std::cout << "s4: \"" << s4 << "\"" << std::endl; // 输出：s4: "Hello"return 0;
}

3. 访问和修改字符串

std::string提供了成员函数来访问和修改字符串的内容，包括at()、operator[]、front()、back()、append()、assign()等。

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string s = "Hello, World!";// 访问字符串中的字符char ch = s[7]; // 访问第8个字符（索引从0开始）std::cout << "Character at index 7: " << ch << std::endl; // 输出：Character at index 7: W// 修改字符串中的字符s[7] = 'C';std::cout << "Modified string: " << s << std::endl; // 输出：Modified string: Hello, C++!// 添加字符到字符串末尾s.append("!!!");std::cout << "Appended string: " << s << std::endl; // 输出：Appended string: Hello, C++!!!// 分配新的字符串内容s.assign("New String");std::cout << "Assigned string: " << s << std::endl; // 输出：Assigned string: New Stringreturn 0;
}

4. 字符串比较

std::string重载了比较操作符（如==、!=、<、<=、>、>=）来比较两个字符串的内容。

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string s1 = "Hello";std::string s2 = "World";std::string s3 = "Hello";// 比较字符串if (s1 == s3) {std::cout << "s1 is equal to s3" << std::endl; // 输出：s1 is equal to s3} else {std::cout << "s1 is not equal to s3" << std::endl;}if (s1 < s2) {std::cout << "s1 is less than s2" << std::endl; // 输出：s1 is less than s2} else {std::cout << "s1 is not less than s2" << std::endl;}return 0;
}

5. 字符串查找和替换

std::string提供了成员函数来查找子字符串的位置和替换子字符串，包括find()、rfind()、replace()等。

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string s = "Hello, World! Hello, C++!";// 查找子字符串size_t pos = s.find("Hello");if (pos != std::string::npos) {std::cout << "Found 'Hello' at position: " << pos << std::endl; // 输出：Found 'Hello' at position: 0} else {std::cout << "'Hello' not found" << std::endl;}// 替换子字符串std::string replaced = s.replace(s.find("C++"), 3, "STL");std::cout << "Replaced string: " << replaced << std::endl; // 输出：Replaced string: Hello, World! Hello, STL!return 0;
}

6. 字符串迭代

你可以使用迭代器来遍历std::string中的字符。

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string s = "Hello, World!";// 使用迭代器遍历字符串for (std::string::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {std::cout << *it;}std::cout << std::endl; // 输出：Hello, World!return 0;
}

在C++11及更高版本中，你还可以使用范围for循环来简化迭代过程。

#include <iostream>
#include <string>int main() {std::string s = "Hello, World!";// 使用范围for循环遍历字符串for (char ch : s) {std::cout << ch;}std::cout << std::endl; // 输出：Hello, World!return 0;
}

总结

std::string是C++标准库中的一个功能强大的字符串处理类，它提供了丰富的成员函数和操作符来创建、修改、访问和比较字符串。通过使用std::string，程序员可以更加高效和安全地处理字符串数据。无论是在文本处理、文件I/O还是网络通信等场景中，std::string都是一个不可或缺的工具。希望本文能够帮助读者更好地理解和使用std::string。