之所以抛弃char*的字符串而选用C++标准程序库中的string类，是因为他和前者比较起来，不必
担心内存是否足够、字符串长度等等，而且作为一个类出现，他集成的操作函数足以完成我们大多数情况下(甚至是100%)的需要。我们可以用 = 进行赋值操作，==
进行比较，+ 做串联（是不是很简单?）。我们尽可以把它看成是C++的基本数据类型。
首先，为了在我们的程序中使用string类型，我们必须包含头文件 <string>。如下：
#include <string> //注意这里不是string.h string.h是C字符串头文件
1．声明一个C++字符串
声明一个字符串变量很简单：
### C++中的string类
#### 引言
在C++编程语言中，`string`类是一种非常实用且功能强大的工具，它为处理文本数据提供了极大的便利。与传统的`char *`字符串相比，`string`类提供了更多的内置方法来简化字符串的操作，并确保了内存管理的安全性。本文将详细介绍如何在C++程序中使用`string`类，包括其声明、初始化、常用成员函数以及一些高级用法。
#### 包含必要的头文件
要在C++程序中使用`string`类，必须首先包含 `<string>` 头文件。请注意，不要将其与C语言中的 `<string.h>` 混淆：
```cpp
#include <string>
```
#### 声明C++字符串
声明一个`string`类型的变量非常简单：
```cpp
string Str;
```
这行代码声明了一个名为`Str`的空字符串。`string`类还支持多种构造方式：
1. **默认构造**：创建一个空字符串。
```cpp
string s;
```
2. **从另一个字符串构造**：使用已存在的字符串作为初始值。
```cpp
string str1 = "Hello";
string str2(str1);
```
3. **从字符串的一部分构造**：指定起始位置和长度。
```cpp
string str("Hello World");
string sub_str(str, 6, 5); // "World"
```
4. **从C风格字符串构造**：将C风格字符串转换为`string`对象。
```cpp
char c_str[] = "Hello";
string from_c_str(c_str);
```
5. **从字符数组构造**：指定字符数组及其长度。
```cpp
char chars[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
string from_chars(chars, 5);
```
6. **重复构造**：创建一个由多个相同字符组成的字符串。
```cpp
string repeated(5, '!');
```
7. **从迭代器范围构造**：使用两个迭代器定义字符串范围。
```cpp
char arr[] = "Hello";
string from_iter(arr, arr + 5);
```
#### `string`类的常用成员函数
`string`类提供了一系列强大的成员函数来实现字符串的修改和查询：
1. **赋值操作**
- `=`, `assign()`: 用于赋值操作。
```cpp
string str = "Hello";
str.assign("World");
```
2. **交换操作**
- `swap()`: 用于交换两个字符串的内容。
```cpp
string str1 = "Hello";
string str2 = "World";
str1.swap(str2);
```
3. **追加操作**
- `+=`, `append()`, `push_back()`: 用于向字符串末尾添加内容。
```cpp
string str = "Hello";
str += " World";
str.append("!");
str.push_back('!');
```
4. **插入操作**
- `insert()`: 在指定位置插入新的内容。
```cpp
string str = "Hello";
str.insert(1, "i");
```
5. **删除操作**
- `erase()`: 删除字符串中的一部分或全部内容。
```cpp
string str = "Hello World";
str.erase(6, 5);
```
- `clear()`: 清空字符串。
```cpp
string str = "Hello";
str.clear();
```
6. **替换操作**
- `replace()`: 替换字符串中的一部分内容。
```cpp
string str = "Hello";
str.replace(1, 1, "i");
```
7. **比较操作**
- `==`, `!=`, `<`, `<=`, `>`, `>=`, `compare()`: 用于比较两个字符串。
```cpp
string str1 = "Hello";
string str2 = "World";
bool equal = (str1 == str2);
int cmp = str1.compare(str2);
```
8. **获取长度**
- `size()`, `length()`: 获取字符串的长度。
```cpp
string str = "Hello";
size_t len = str.size(); // 或 str.length();
```
9. **获取最大容量**
- `max_size()`: 获取字符串的最大可能长度。
```cpp
size_t max_len = str.max_size();
```
10. **检查是否为空**
- `empty()`: 检查字符串是否为空。
```cpp
string str = "";
bool is_empty = str.empty();
```
11. **获取容量**
- `capacity()`: 获取当前分配给字符串的空间大小。
```cpp
string str = "Hello";
size_t cap = str.capacity();
```
12. **预留空间**
- `reserve()`: 预先分配内存以提高性能。
```cpp
string str;
str.reserve(100);
```
13. **访问元素**
- `[]`, `at()`: 访问字符串中的单个字符。
```cpp
string str = "Hello";
char ch = str[1]; // 或 str.at(1);
```
14. **从流中读取/写入**
- `>>`, `getline()`: 从输入流中读取字符串。
```cpp
string str;
cin >> str;
getline(cin, str);
```
- `<<`: 向输出流写入字符串。
```cpp
cout << "Hello";
```
15. **复制到C风格字符串**
- `copy()`, `c_str()`: 将字符串复制到C风格字符串。
```cpp
string str = "Hello";
char c_str[10];
str.copy(c_str, str.size());
```
```cpp
const char* ptr = str.c_str();
```
16. **获取数据指针**
- `data()`: 获取指向字符串内容的指针。
```cpp
string str = "Hello";
char* data = str.data();
```
17. **提取子字符串**
- `substr()`: 提取字符串的一部分。
```cpp
string str = "Hello World";
string sub = str.substr(6, 5); // "World"
```
18. **迭代器操作**
- `begin()`, `end()`: 返回指向字符串开头和结尾的迭代器。
```cpp
string str = "Hello";
for (auto it = str.begin(); it != str.end(); ++it) {
cout << *it;
}
```
- `rbegin()`, `rend()`: 返回指向字符串结尾和开头的反向迭代器。
```cpp
string str = "Hello";
for (auto rit = str.rbegin(); rit != str.rend(); ++rit) {
cout << *rit;
}
```
#### 使用注意事项
当使用`string`类时，需要注意以下几点：
1. **边界检查**：使用`[]`或`at()`访问字符串元素时，确保索引不会超出范围。
- `[]`允许访问超过字符串长度的位置，但返回的是`\0`。
- `at()`会检查索引的有效性，如果索引无效则抛出`out_of_range`异常。
```cpp
string str = "Hello";
char ch = str.at(10); // 抛出 std::out_of_range
```
2. **容量与大小的区别**：
- `size()`或`length()`返回字符串中实际的字符数量。
- `capacity()`返回为字符串分配的内存大小。
```cpp
string str = "Hello";
str.reserve(100); // 分配足够的空间存储100个字符
```
3. **C风格字符串与`string`之间的转换**：
- 使用`c_str()`获取字符串的C风格表示形式。
- 使用`data()`获取指向字符串内容的指针。
```cpp
string str = "Hello";
const char* c_str = str.c_str();
char* data = str.data();
```
4. **内存安全**：`string`类内部自动管理内存，避免了手动释放内存的问题，使得程序更加健壮。
5. **字符串连接**：使用`+`或`+=`可以轻松地将多个字符串连接在一起。
```cpp
string str1 = "Hello";
string str2 = " World!";
string combined = str1 + str2;
```
#### 总结
通过本文的介绍，我们了解了如何在C++中使用`string`类来处理字符串数据。`string`类不仅提供了丰富的功能，还保证了内存管理的安全性和效率。无论是基本操作还是复杂的字符串处理任务，`string`类都能提供强大的支持。在实际开发过程中，熟练掌握并运用这些技巧将极大地提升编程效率和代码质量。
