代码仓库shanchuann/CPP-Learninng

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#include<string>
#include<string.h>
  • #include<string.h>：是C 语言标准库的头文件（C 标准），主要用于处理C 风格字符串（即以空字符'\0'结尾的字符数组，如char str[] = "hello"）。它是 C 语言中字符串操作的基础头文件，C++ 为了兼容 C 语言，也支持包含该头文件。
  • #include<string>：是C++ 标准库的头文件（C++ 标准），专门用于支持 C++ 中的 **std::string类 **（一种封装了字符串功能的 C++ 类）。它是 C++ 面向对象思想下对字符串的封装，提供了更安全、便捷的字符串操作方式。
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int main() {
	string s1 = "Hello";
	string s2 = "World";
	string s3 = s1 + " " + s2;
	cout << s3 << endl; // Output: Hello World
}

在 C++ 中，std::string 是标准库提供的字符串类，它封装了字符串的存储、管理和操作，彻底解决了 C 语言中 char*（C 风格字符串）手动管理内存、易出现缓冲区溢出的痛点。无论是日常开发还是算法实现，std::string 都是处理字符串的首选工具，掌握它能极大提升代码的安全性和开发效率。

std::string 是什么

std::string 本质是 C++ 标准库（<string> 头文件）中定义的模板类（实际是 basic_string<char> 的别名），核心作用是：

  1. 自动管理字符串内存：无需手动分配/释放空间，避免内存泄漏和越界；
  2. 封装常用字符串操作：提供拼接、查找、截取、替换等现成接口，无需重复实现；
  3. 兼容 C 风格字符串：支持与 char* 互相转换，兼顾旧代码场景。

定义与初始化

初始化方式 代码示例 说明
默认初始化 std::string s; 创建空字符串，长度为 0
直接赋值字符串 std::string s = "hello"; 用 C 风格字符串初始化
拷贝初始化 std::string s1 = s2; 用另一个 string 对象拷贝创建
截取子串初始化 std::string s = "abcdef", s1(s, 2, 3); 从 s 的索引 2 开始，取 3 个字符（结果为 “cde”）
重复字符初始化 std::string s(5, 'a'); 创建 5 个 ‘a’ 组成的字符串（”aaaaa”）

常用操作

获取长度与判空

  • size() / length()：返回字符串长度（两者功能完全一致，推荐用 size() 适配容器习惯）；
  • empty()：判断字符串是否为空（比 size() == 0 更高效，推荐使用）。
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std::string s = "C++ string";
cout << s.size();    // 输出 9（字符数，不含结束符 '\0'）
cout << s.empty();   // 输出 0（false，非空）

拼接、赋值与清空

  • append(const string& str)：在当前字符串后拼接另一个字符串（也可用 += 简化）；
  • operator=：直接赋值新字符串（覆盖原有内容）；
  • clear()：清空字符串（长度变为 0，不释放内存，仅标记为空）；
  • push_back(char c)：在末尾添加单个字符。
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std::string s = "Hello";
s.append(" World");  // s 变为 "Hello World"
s += "!";            // 简化写法，s 变为 "Hello World!"
s.clear();           // s 变为空字符串

定位字符/子串

  • find(const string& str, size_t pos = 0)：从索引 pos 开始查找子串 str，返回首次出现的起始索引；若未找到，返回 std::string::npos（一个极大值，代表“无此位置”）；
  • replace(size_t pos, size_t len, const string& str)：从索引 pos 开始，删除 len 个字符，再插入 str。
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std::string s = "I love C++, C++ is easy!";
// 查找 "C++" 首次出现的位置
size_t pos = s.find("C++"); 
cout << pos;  // 输出 7

// 将第一个 "C++" 替换为 "C plus plus"
s.replace(pos, 3, "C plus plus"); 
cout << s;    // 输出 "I love C plus plus, C++ is easy!"

提取部分内容

  • substr(size_t pos = 0, size_t len = npos)：从索引 pos 开始，截取 len 个字符；若 len 不指定，默认截取到字符串末尾。
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std::string s = "abcdefgh";
std::string sub1 = s.substr(2);    // 从索引 2 开始到末尾，结果 "cdefgh"
std::string sub2 = s.substr(2, 3); // 从索引 2 开始取 3 个字符，结果 "cde"

简化代码的“语法糖”

std::string 重载了多个常用操作符，让字符串操作像“用变量”一样简单：

  • operator+：拼接两个字符串（s1 + s2，返回新字符串，不修改原对象）；
  • operator== / != / < / >：比较两个字符串（按 ASCII 码顺序，区分大小写）；
  • operator[]：通过索引访问单个字符（无越界检查，越界会导致未定义行为）；
  • at(size_t pos)：通过索引访问字符（有越界检查，越界会抛出 out_of_range 异常，更安全）。
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std::string s1 = "apple", s2 = "banana";
cout << (s1 < s2);  // 输出 1（true，'a' ASCII 码小于 'b'）
cout << s1[1];      // 输出 'p'（无越界检查）
cout << s1.at(10);  // 抛出异常（索引 10 超出 s1 长度 5）

与 C 风格字符串的转换

实际开发中，有时需要将 std::string 与 C 风格的 char* 互相转换（如调用 C 语言接口），核心接口如下：

  • c_str()：返回 const char* 类型的 C 风格字符串（末尾含 '\0'，只读，不能修改）；
  • data()：C++17 后与 c_str() 功能一致，返回 const char*（早期版本不含 '\0'，需注意兼容性）；
  • 从 char* 转 std::string：直接用 char* 初始化 std::string 即可（自动拷贝内容）。
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// C 风格字符串转 std::string
const char* c_str = "Hello C";
std::string s = c_str;

// std::string 转 C 风格字符串
const char* new_c_str = s.c_str();
cout << new_c_str;  // 输出 "Hello C"

对比 C 风格字符串

相比 C 语言的 char*，std::string 的优势非常明显，也是它成为主流的原因：

对比维度 C 风格字符串（char*） C++ std::string
内存管理 手动分配（malloc）、释放（free），易泄漏 自动管理，无需手动操作
安全性 无越界检查，易出现缓冲区溢出 提供 at() 越界检查，empty() 判空
操作便捷性 需调用 strlen/strcpy 等函数 重载操作符（+、=、==），成员函数直观
功能扩展性 无默认拼接、查找等功能，需自定义 内置拼接、查找、替换等全套接口