复试，string
std::string 是标准库提供的一个用于处理字符串的类，它位于 <string> 头文件中。相比于 C 风格的字符串（以 '\0' 结尾的字符数组），std::string 类提供了更方便、更安全且功能更强大的字符串操作方式。以下将从概念、内容、用法等方面详细介绍 std::string。
概念
std::string 是一个模板类 std::basic_string<char> 的 typedef，它封装了字符序列，并提供了一系列成员函数来操作这些字符序列。使用 std::string 可以避免许多 C 风格字符串可能出现的问题，如缓冲区溢出、手动内存管理等。
内容
std::string 对象本质上是一个动态数组，它可以根据需要自动调整大小以容纳不同长度的字符串。它包含了一系列字符，并在内部管理这些字符的存储和生命周期。
用法
1. 包含头文件
要使用 std::string，首先需要包含 <string> 头文件：
#include <string>
2. 声明和初始化
std::string 提供了多种初始化方式：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
// 1. 默认初始化，创建一个空字符串
std::string s1;
// 2. 使用字符串字面量初始化
std::string s2 = "Hello";
// 3. 使用另一个 std::string 对象初始化
std::string s3(s2);
// 4. 指定重复字符初始化
std::string s4(5, 'A');
std::cout << "s1: " << s1 << std::endl;
std::cout << "s2: " << s2 << std::endl;
std::cout << "s3: " << s3 << std::endl;
std::cout << "s4: " << s4 << std::endl;
return 0;
}
3. 字符串操作
连接字符串
可以使用 + 运算符或 += 运算符来连接字符串：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s1 = "Hello";
std::string s2 = " World";
std::string s3 = s1 + s2; // 使用 + 运算符连接
s1 += s2; // 使用 += 运算符连接
std::cout << "s3: " << s3 << std::endl;
std::cout << "s1: " << s1 << std::endl;
return 0;
}
获取字符串长度
可以使用 size() 或 length() 成员函数来获取字符串的长度：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s = "Hello";
std::cout << "字符串长度: " << s.size() << std::endl;
std::cout << "字符串长度: " << s.length() << std::endl;
return 0;
}
访问字符串中的字符
可以使用下标运算符 [] 或 at() 成员函数来访问字符串中的单个字符：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s = "Hello";
std::cout << "第一个字符: " << s[0] << std::endl;
std::cout << "第二个字符: " << s.at(1) << std::endl;
return 0;
}
[] 运算符不进行边界检查，而 at() 函数会进行边界检查，如果越界会抛出 std::out_of_range 异常。
查找子字符串
可以使用 find() 成员函数来查找子字符串在原字符串中的位置：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s = "Hello World";
size_t pos = s.find("World");
if (pos != std::string::npos) {
std::cout << "子字符串 'World' 的位置: " << pos << std::endl;
} else {
std::cout << "未找到子字符串" << std::endl;
}
return 0;
}
std::string::npos 是一个静态常量，表示查找失败。
字符串截取
可以使用 substr() 成员函数来截取子字符串：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s = "Hello World";
std::string sub = s.substr(6, 5); // 从位置 6 开始截取长度为 5 的子字符串
std::cout << "截取的子字符串: " << sub << std::endl;
return 0;
}
4. 字符串比较
可以使用 ==、!=、<、> 等运算符来比较两个字符串的大小，也可以使用 compare() 成员函数进行比较：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s1 = "apple";
std::string s2 = "banana";
if (s1 < s2) {
std::cout << "s1 小于 s2" << std::endl;
}
int result = s1.compare(s2);
if (result < 0) {
std::cout << "s1 小于 s2" << std::endl;
}
return 0;
}
5. 输入输出
可以使用 std::cin 和 std::cout 进行字符串的输入输出：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string s;
std::cout << "请输入一个字符串: ";
std::cin >> s; // 读取一个单词
std::cout << "你输入的字符串是: " << s << std::endl;
std::string line;
std::cout << "请输入一行字符串: ";
std::getline(std::cin, line); // 读取一行字符串
std::cout << "你输入的一行字符串是: " << line << std::endl;
return 0;
}
std::cin >> s 会在遇到空格或换行符时停止读取，而 std::getline(std::cin, line) 会读取一整行字符串。
std::string push_back 和 pop_back 操作
push_back 操作
功能
push_back 函数用于在 std::string 对象的末尾添加一个字符。这是一种动态增长字符串的方式，类似于在容器末尾添加元素。
用法
void push_back( char ch );
其中，ch 是要添加到字符串末尾的字符。
示例代码
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello";
std::cout << "原始字符串: " << str << std::endl;
// 使用 push_back 添加字符
str.push_back('!');
std::cout << "添加字符后的字符串: " << str << std::endl;
return 0;
}
代码解释
- 首先定义了一个
std::string对象str并初始化为"Hello"。 - 然后调用
push_back函数，将字符'!'添加到str的末尾。 - 最后输出添加字符后的字符串。
pop_back 操作
功能
pop_back 函数用于移除 std::string 对象末尾的字符。如果字符串为空，调用该函数会导致未定义行为，所以在调用前最好先检查字符串是否为空。
用法
void pop_back();
示例代码
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello!";
std::cout << "原始字符串: " << str << std::endl;
// 检查字符串是否为空
if (!str.empty()) {
// 使用 pop_back 移除末尾字符
str.pop_back();
std::cout << "移除末尾字符后的字符串: " << str << std::endl;
}
return 0;
}
代码解释
- 定义一个
std::string对象str并初始化为"Hello!"。 - 使用
empty函数检查字符串是否为空，避免对空字符串调用pop_back导致未定义行为。 - 如果字符串不为空，调用
pop_back函数移除末尾的字符'!'。 - 输出移除末尾字符后的字符串。
insert、erase
insert 函数
insert 函数用于在字符串的指定位置插入字符、字符串或字符序列。它有多种重载形式，以下是一些常见的用法示例：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello World";
// 在指定位置插入单个字符
str.insert(5, 1, ',');
std::cout << "插入单个字符后: " << str << std::endl;
// 在指定位置插入字符串
std::string insertStr = " beautiful";
str.insert(6, insertStr);
std::cout << "插入字符串后: " << str << std::endl;
// 在指定位置插入字符串的一部分
str.insert(17, insertStr, 1, 5);
std::cout << "插入字符串的一部分后: " << str << std::endl;
return 0;
}
代码解释
str.insert(5, 1, ',')：在位置 5 处插入 1 个字符','。str.insert(6, insertStr)：在位置 6 处插入整个字符串insertStr。str.insert(17, insertStr, 1, 5)：在位置 17 处插入insertStr从索引 1 开始长度为 5 的子字符串。
erase 函数
erase 函数用于删除字符串中的部分字符。同样有多种重载形式，下面是示例代码：
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello beautiful World";
// 删除指定位置开始的指定长度的字符
str.erase(6, 10);
std::cout << "删除指定长度字符后: " << str << std::endl;
// 删除指定位置的单个字符
str.erase(5);
std::cout << "删除单个字符后: " << str << std::endl;
// 删除从指定位置到字符串末尾的所有字符
str.erase(2);
std::cout << "删除到末尾的字符后: " << str << std::endl;
return 0;
}
代码解释
str.erase(6, 10)：从位置 6 开始删除长度为 10 的字符。str.erase(5)：删除位置 5 处的单个字符。str.erase(2)：删除从位置 2 到字符串末尾的所有字符。
字符串匹配
在 std::string 中，常见的字符串匹配方式有使用 find、rfind、find_first_of、find_last_of 等函数，以下是详细介绍：
find 函数
用于查找子字符串或字符第一次出现的位置，如果找到则返回其位置，未找到则返回 std::string::npos。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello World";
size_t pos = str.find("World");
if (pos != std::string::npos) {
std::cout << "子字符串 'World' 第一次出现的位置: " << pos << std::endl;
} else {
std::cout << "未找到子字符串" << std::endl;
}
return 0;
}
rfind 函数
用于查找子字符串或字符最后一次出现的位置，同样未找到返回 std::string::npos。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello World, World";
size_t pos = str.rfind("World");
if (pos != std::string::npos) {
std::cout << "子字符串 'World' 最后一次出现的位置: " << pos << std::endl;
} else {
std::cout << "未找到子字符串" << std::endl;
}
return 0;
}
find_first_of 函数
查找字符串中第一个与指定字符集中任意字符匹配的位置。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello World";
std::string chars = "aeiou";
size_t pos = str.find_first_of(chars);
if (pos != std::string::npos) {
std::cout << "第一个元音字母出现的位置: " << pos << std::endl;
} else {
std::cout << "未找到元音字母" << std::endl;
}
return 0;
}
find_last_of 函数
查找字符串中最后一个与指定字符集中任意字符匹配的位置。
#include <iostream>
#include <string>
int main() {
std::string str = "Hello World";
std::string chars = "aeiou";
size_t pos = str.find_last_of(chars);
if (pos != std::string::npos) {
std::cout << "最后一个元音字母出现的位置: " << pos << std::endl;
} else {
std::cout << "未找到元音字母" << std::endl;
}
return 0;
}
通过上述 insert、erase 函数以及各种字符串匹配函数，你可以方便地对 std::string 对象进行修改和查找操作。
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