C++ 字符串：掌握字符串基础 | 编程教程

介绍

在本实验中，你将学习 C++ 中的字符串。你将学习如何定义和初始化字符串，以及如何使用字符串函数。

内容预览

C++ 支持两种类型的字符串：

字符串是一个以 NULL 字符 '\0'（十六进制 0）结尾的 char 数组。它也被称为字符字符串或 C 风格字符串（C-style string）。
C++98 引入的新 string 类。

推荐使用“高级”的 string 类，因为它更易于使用和理解。然而，许多遗留程序使用 C 风格字符串；许多程序员也使用“低级”的 C 风格字符串以实现完全控制和高效性；此外，在某些情况下（如命令行参数），仅支持 C 风格字符串。因此，你可能需要同时理解这两种字符串。

字符串的声明和初始化
字符串的输入/输出
字符串操作

字符串的声明和初始化

要使用 string 类，需要包含 <string> 头文件并使用 using namespace std。

你可以通过字符串字面量声明和初始化字符串，初始化为空字符串，或者通过另一个字符串对象初始化。例如：

#include <string>
using namespace std;

string str1("Hello");  // 使用字符串字面量初始化（隐式初始化）
string str2 = "world"; // 使用字符串字面量初始化（通过赋值运算符显式初始化）
string str3;           // 初始化为空字符串
string str4(str1);     // 通过复制现有字符串对象初始化

字符串的输入/输出

例如

/* 测试 string 类的输入和输出 */
#include <iostream>
#include <string>     // 需要此头文件以使用 string 类
#include <limits>
using namespace std;  // 也需要用于 <string>

int main() {
   string message("Hello");
   cout << message << endl;

   // 输入一个单词（以空格分隔）到字符串
   cout << "输入一条消息（无空格）：";
   cin >> message;
   cout << message << endl;

   cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
   // 刷新 cin 直到换行符（需要 <limits> 头文件）

   // 输入一行到字符串
   cout << "输入一条消息（带空格）：";
   getline(cin, message);  // 从 cin 读取输入到 message
   cout << message << endl;
   return 0;
}

输出：

Hello
输入一条消息（无空格）：hello
hello
输入一条消息（带空格）：hello world
hello world

图片描述

注意事项：

我们需要 #include <string> 来使用 string 类，并且需要 using namespace std，因为 string 定义在 std 命名空间下。
cin >> aStr 从 cin（键盘）读取一个单词（以空格分隔），并将其赋值给 string 变量 aStr。
getline(cin, aStr) 从 cin 读取整行（直到 '\n'），并将其赋值给 aStr。'\n' 字符会被丢弃。
要刷新 cin，你可以使用 ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n') 函数来丢弃直到 '\n' 的所有字符。numeric_limits 位于 <limits> 头文件中。

字符串操作

检查字符串的长度：

string str("Hello, world");
// 两者都返回字符串的长度
cout << str.length() << endl;  // 12
cout << str.size()   << endl;  // 12

检查字符串是否为空：

string str1("Hello, world");
string str2;                   // 空字符串
// 检查字符串是否为空
cout << str1.empty() << endl;  // 0 (false)
cout << str2.empty() << endl;  // 1 (true)

从另一个字符串复制：直接使用赋值运算符 =。

string str1("Hello, world"), str2;
str2 = str1;
cout << str2 << endl;   // Hello, world

与另一个字符串连接：使用加号 + 运算符，或复合加号 +=。

string str1("Hello,");
string str2(" world");
cout << str1 + str2 << endl;  // "Hello, world"
cout << str1 << endl;         // "Hello,"
cout << str2 << endl;         // " world"
str1 += str2;
cout << str1 << endl;  // "Hello, world"
cout << str2 << endl;  // " world"
string str3 = str1 + str2;
cout << str3 << endl;  // "Hello, world world"
str3 += "again";
cout << str3 << endl;  // "Hello, world worldagain"

读取/写入字符串的单个字符：

string str("Hello, world");
// 返回索引处的字符，索引从 0 开始。执行索引边界检查。
cout << str.at(0) << endl;  // 'H'
cout << str[1] << endl;     // 'e'
cout << str.at(str.length() - 1) << endl;  // 'd'

str.at(1) = 'a';  // 写入索引 1
cout << str << endl;  // "Hallo, world"

str[0] = 'h';
cout << str << endl;  // "hallo, world"

提取子字符串：

string str("Hello, world");
// 返回从 beginIndex 开始的子字符串，长度为 size
cout << str.substr(2, 6) << endl;  // "llo, w"

与另一个字符串比较：

string str1("Hello"), str2("Hallo"), str3("hello"), str4("Hello");
cout << str1.compare(str2) << endl;   // 1   'e' > 'a'
cout << str1.compare(str3) << endl;   // -1  'h' < 'H'
cout << str1.compare(str4) << endl;   // 0

// 你也可以使用运算符 == 或 !=
if (str1 == str2) cout << "Same" << endl;
if (str3 != str4) cout << "Different" << endl;
cout << boolalpha;  // 将布尔值打印为 true/false
cout << (str1 != str2) << endl;
cout << (str1 == str4) << endl;

搜索/替换字符：你可以使用 #include <algorithm> 中的函数。

例如：

#include <algorithm>
......
string str("Hello, world");
replace(str.begin(), str.end(), 'l', '_');
cout << str << endl;    // He__o, wor_d

示例

/* C++ 字符串函数示例 */
#include <iostream>
#include <string>    // 使用 string 类
using namespace std;

int main() {
   string msg = "hello, world!";
   cout << msg << endl;
   cout << msg.length() << endl;  // 字符串长度
   cout << msg.at(1) << endl;     // 索引 1 处的字符
   cout << msg[1] << endl;        // 同上
   cout << msg.empty() << endl;   // 检查字符串是否为空
   cout << msg.substr(3, 3) << endl; // 从位置 3 开始的子字符串，长度为 3
   cout << msg.replace(3, 3, "why") << endl; // 替换子字符串
   cout << msg.append("end") << endl;        // 在后面追加
   cout << msg + "end" << endl;              // 同上
   cout << msg.insert(3, "insert") << endl;  // 在位置 3 后插入

   string msg1;
   msg1 = msg;   // 复制
   cout << msg1 << endl;

   cout << "输入一行：";
   getline(cin, msg);   // 读取一行输入
   cout << msg << endl;
}