C++字符串处理：string类的使用详解
C++字符串处理：string类的使用详解
在C++编程中，字符串处理是一项基本且重要的技能。本文将详细介绍C++中string类的使用方法，包括定义与初始化、转换为C风格字符串、输入输出、访问和修改字符、字符串拼接以及增删改查等操作。本文适合C++初学者阅读。
在C++中，字符串的处理是一项基本且重要的任务，无论是开发简单的应用程序还是复杂的软件系统，都离不开字符串的运用。C++提供了两种处理字符串的方式：C风格的字符串和C++风格的字符串。C风格的字符串本质上是一个以空字符\0结尾的字符数组，而C++风格的字符串则是通过string类实现的，后者提供了更强大和便捷的功能，使得字符串操作更加高效和安全。本文将深入探讨C++中string类的使用方法及其提供的各种功能。
定义与初始化
使用string类需要包含头文件<string>，下面的例子介绍了几种定义string变量（对象）的方法：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string s1;
string s2 = "c plus plus";
string s3 = s2;
string s4(5, 's'); // 由5个's'字符组成的字符串
return 0;
}
变量s1只是定义但没有初始化，编译器会将默认值赋给s1，默认值是""，也即空字符串。
变量s2在定义的同时被初始化为"c plus plus"。与C风格的字符串不同，string的结尾没有结束标志'\0'。
变量s3在定义的时候直接用s2进行初始化，因此s3的内容也是"c plus plus"。
变量s4被初始化为由5个s字符组成的字符串，也就是"sssss"。
从上面的代码可以看出，string变量可以直接通过赋值操作符=进行赋值。string变量也可以用C风格的字符串进行赋值，例如，s2是用一个字符串常量进行初始化的，而s3则是通过s2变量进行初始化的。
与C风格的字符串不同，当我们需要知道字符串长度时，可以调用string类提供的length()函数。如下所示：
string s = "Hello world!";
int len = s.length();
cout << len << endl;
输出结果为12。由于string的末尾没有'\0'字符，所以length()返回的是字符串的真实长度，而不是长度+1。
转换为C风格的字符串
虽然C++提供了string类来替代C语言中的字符串，但是在实际编程中，有时候必须要使用C风格的字符串（例如打开文件时的路径），为此，string类为我们提供了一个转换函数c_str()，该函数能够将string字符串转换为C风格的字符串，并返回该字符串的const指针（const char*）。请看下面的代码：
string path = "E:\\demo.txt";
FILE *fp = fopen(path.c_str(), "rt");
为了使用C语言中的fopen()函数打开文件，必须将string字符串转换为C风格的字符串。
字符串的输入输出
string类重载了输入输出运算符，可以像对待普通变量那样对待string变量，也就是用>>进行输入，用<<进行输出。请看下面的代码：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string s;
cin >> s; // 输入字符串
cout << s << endl; // 输出字符串
return 0;
}
运行结果：
abc def↙
abc
虽然我们输入了两个由空格隔开的单词，但是只输出了一个，这是因为输入运算符>>默认会忽略空格，遇到空格就认为输入结束，所以最后输入的"def"没有被存储到变量s。
访问和修改字符串中的字符
string字符串也可以像C风格的字符串一样按照下标来访问其中的每一个字符。string字符串的起始下标仍是从0开始。请看下面的代码：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string s = "1234567890";
for(int i = 0, len = s.length(); i < len; i++){
cout << s[i] << " ";
}
cout << endl;
s[5] = '5';
s.at(6) = '5';
cout << s << endl;
return 0;
}
运行结果：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
1234555890
本例定义了一个string变量s，并赋值"1234567890"，之后用for循环遍历输出每一个字符。借助下标运算符[]或at()方法，除了能够访问每个字符，也可以修改每个字符。
s[5] = '5';将第6个字符修改为'5'，s.at(6) = '5';将第7个字符修改为'5'，所以s最后为"1234555890"。需要注意的是，at()方法在索引超出范围时会抛出异常，而[]则不会进行边界检查，因此，在不确定索引是否有效时，推荐使用at()。
字符串的拼接
有了string类，我们可以使用+或+=运算符来直接拼接字符串，非常方便，再也不需要使用C语言中的strcat()、strcpy()、malloc()等函数来拼接字符串了，再也不用担心空间不够会溢出了。
用+来拼接字符串时，运算符的两边可以都是string字符串，也可以是一个string字符串和一个C风格的字符串，还可以是一个string字符串和一个字符数组，或者是一个string字符串和一个单独的字符。请看下面的例子：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string s1 = "first ";
string s2 = "second ";
char *s3 = "third ";
char s4[] = "fourth ";
char ch = '@';
string s5 = s1 + s2;
string s6 = s1 + s3;
string s7 = s1 + s4;
string s8 = s1 + ch;
cout << s5 << endl << s6 << endl << s7 << endl << s8 << endl;
return 0;
}
运行结果：
first second
first third
first fourth
first @
字符串的增删改查
C++提供的string类包含了若干实用的成员函数，大大方便了字符串的增加、删除、更改、查询等操作。
（1）插入字符串
insert()函数可以在string字符串中指定的位置插入另一个字符串，它的一种原型为：
string& insert (size_t pos, const string& str);
pos表示要插入的位置，也就是下标；str表示要插入的字符串，它可以是string字符串，也可以是C风格的字符串。
请看下面的代码：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string s1, s2, s3;
s1 = s2 = "1234567890";
s3 = "aaa";
s1.insert(5, s3);
cout << s1 << endl;
s2.insert(5, "bbb");
cout << s2 << endl;
return 0;
}
运行结果：
12345aaa67890
12345bbb67890
insert()函数的第一个参数有越界的可能，如果越界，则会产生运行时异常。
（2）删除字符串
erase()函数可以删除string中的一个子字符串。它的一种原型为：
string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos);
pos表示要删除的子字符串的起始下标，len表示要删除子字符串的长度。如果不指明len的话，那么直接删除从pos到字符串结束处的所有字符（此时len = str.length - pos）。
代码：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main(){
string s1, s2, s3;
s1 = s2 = s3 = "1234567890";
s2.erase(5);
s3.erase(5, 3);
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
cout << s3 << endl;
return 0;
}
运行结果：
1234567890
12345
1234590
不需要担心len参数过大导致要删除的子字符串越界的情况，待删除字符串最多只能删除到字符串结尾。