string的初认识

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C++ 标准库的 std::string（需包含 <string> 头文件）是处理字符串的核心工具，相比 C 风格字符数组（char[]），它支持动态内存管理、丰富的成员方法，且能避免缓冲区溢出等问题。以下是从基础到进阶的完整用法：

一、基础：创建与初始化

初始化方式	代码示例	说明
直接赋值（推荐）	`string s = "hello";`	最简洁，自动复用字符串常量池
构造函数初始化	`string s("world");`	等价于直接赋值
重复字符初始化	`string s(5, 'a');`	生成 `"aaaaa"`（5 个字符 'a'）
空字符串	`string s;` / `string s("");`	初始长度为 0，可后续赋值
子串初始化	`string s("abcdef", 2, 3);`	从索引 2 取 3 个字符 → `"cde"`
从 C 风格数组初始化	`char arr[] = "test"; string s(arr);`	兼容 C 语言字符数组

二、核心操作：访问与修改

std::string 是可变字符串，支持随机访问和直接修改单个字符：

1. 字符访问（两种方式）

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    string s = "hello";
    // 方式1：下标 []（无越界检查，速度快）
    cout << s[0] << endl; // 'h'
    s[0] = 'H';           // 修改为 'H' → "Hello"
    
    // 方式2：at()（有越界检查，抛出 out_of_range 异常，更安全）
    cout << s.at(4) << endl; // 'o'
    s.at(4) = '!';           // 修改为 '!' → "Hell!"
    
    // 快捷访问首尾字符（C++11+）
    cout << s.front() << endl; // 'H'（等价于 s[0]）
    cout << s.back() << endl;  // '!'（等价于 s[s.size()-1]）
    s.back() = 'o';            // 改回 'o' → "Hello"
    return 0;
}

2. 长度与容量（高频）

string s = "hello world";
// 1. 有效字符长度（size() 等价于 length()）
cout << s.size() << endl;    // 11（不含终止符 '\0'）
// 2. 判空（比 s.size() == 0 更高效）
if (s.empty()) { /* 空字符串逻辑 */ }
// 3. 预分配容量（减少后续扩容开销）
s.reserve(100); // 预分配100字符空间，避免多次扩容
// 4. 收缩容量（释放未使用内存，C++11+）
s.shrink_to_fit();

三、常用操作：拼接、查找、替换、截取

1. 拼接 / 追加

string s = "hello";
// 方式1：+=（最常用，支持字符串/字符/C风格数组）
s += " world";  // → "hello world"
s += '!';       // → "hello world!"
// 方式2：append()（更灵活）
s.append("abc", 2); // 拼接前2个字符 → "hello world!ab"
s.append(3, '-');   // 拼接3个'-' → "hello world!ab---"

2. 查找子串 / 字符

string s = "hello world, hello c++";
// 1. 查找子串（返回首次匹配索引，无则返回 string::npos）
size_t pos = s.find("hello");      // 0（从开头找）
pos = s.find("hello", 1);          // 13（从索引1开始找）
pos = s.rfind("hello");            // 13（反向查找最后一个）
// 2. 查找单个字符
pos = s.find('w');                 // 6
// 3. 判断是否包含子串（封装find）
bool has_cpp = (s.find("c++") != string::npos); // true

3. 替换

string s = "hello world, hello c++";
// 替换：参数（起始索引，替换长度，新字符串）
s.replace(6, 5, "python"); // 从索引6替换5个字符 → "hello python, hello c++"

// 进阶：替换所有匹配的子串
size_t pos;
while ((pos = s.find("hello")) != string::npos) {
    s.replace(pos, 5, "hi"); // 把所有"hello"换成"hi"
}
cout << s; // 输出：hi python, hi c++

4. 截取子串（substr）

string s = "hello world";
string sub1 = s.substr(0, 5);  // 从索引0取5个字符 → "hello"
string sub2 = s.substr(6);     // 从索引6取到末尾 → "world"

四、分割与连接（C++ 无内置 split，手动实现）

1. 分割字符串（按分隔符拆分）

#include <sstream>
#include <vector>
// 自定义split函数：将字符串按分隔符拆分为vector
vector<string> split(const string& s, char delim) {
    vector<string> res;
    stringstream ss(s); // 字符串流
    string temp;
    // 按分隔符读取
    while (getline(ss, temp, delim)) {
        res.push_back(temp);
    }
    return res;
}

// 调用示例
int main() {
    vector<string> vec = split("a,b,c,d", ',');
    for (auto& str : vec) {
        cout << str << " "; // 输出：a b c d
    }
    return 0;
}

2. 连接字符串（批量拼接）

vector<string> vec = {"a", "b", "c"};
// 方式1：简单拼接（少量字符串）
string s = vec[0] + "-" + vec[1] + "-" + vec[2]; // "a-b-c"

// 方式2：ostringstream（大批量拼接更高效）
ostringstream oss;
for (int i = 0; i < vec.size(); ++i) {
    if (i > 0) oss << "-"; // 分隔符
    oss << vec[i];
}
string res = oss.str(); // "a-b-c"

五、删除与清空

string s = "hello world";
// 1. 删除指定范围字符（起始索引，删除长度）
s.erase(6, 5); // 删除索引6开始的5个字符 → "hello"
// 2. 删除最后一个字符（C++11+）
s.pop_back();  // → "hell"
// 3. 清空字符串（长度置0，容量保留）
s.clear();
// 4. 彻底清空（长度+容量都置0）
string().swap(s);

六、与 C 风格字符数组互转（高频场景）

string s = "hello";
// 1. string → const char*（只读，不可修改）
const char* c_str = s.c_str();
printf("%s\n", c_str); // 输出：hello

// 2. string → char*（可修改，需手动分配内存）
char* arr = new char[s.size() + 1]; // +1 留 '\0' 位置
strcpy(arr, s.c_str());
arr[0] = 'H'; // 修改为 "Hello"
delete[] arr; // 必须释放，避免内存泄漏

// 3. char[] → string（直接赋值）
char arr[] = "world";
string s2 = arr; // s2 = "world"

七、字符串比较（字典序）

std::string 重载了比较运算符，直接按字典序比较：

string s1 = "apple", s2 = "banana", s3 = "apple";
if (s1 == s3) cout << "相等" << endl;   // 输出：相等
if (s1 < s2) cout << "s1更小" << endl;  // 输出：s1更小（字典序 "apple" < "banana"）

// 用compare()方法（返回int：0=相等，<0=小于，>0=大于）
int ret = s1.compare(s2); // ret < 0

八、遍历字符串（三种方式）

string s = "hello";
// 方式1：下标遍历
for (int i = 0; i < s.size(); ++i) {
    cout << s[i];
}

// 方式2：迭代器遍历（兼容STL算法）
for (string::iterator it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
    cout << *it;
}

// 方式3：C++11 范围for（最简洁）
for (char c : s) {
    cout << c;
}