C++中String类提供构造、赋值、访问、修改、查找、比较等丰富操作,支持自动内存管理,相比C风格字符串更安全高效,通过reserve预分配内存可优化拼接性能,使用at()可避免越界访问,需注意空指针和迭代器失效等问题。
C++中
string
类提供了丰富的功能来处理字符串,理解并熟练运用这些方法是高效进行C++字符串操作的关键。下面将详细介绍
string
类的常用操作方法。
解决方案
C++的
string
类封装了许多字符串操作,包括构造、修改、查找、比较等。掌握这些操作能够更有效地处理字符串数据。
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构造函数:
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赋值:
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string& operator=(const string& str)
:将一个
string
对象赋值给另一个。
-
string& operator=(const char* s)
:将C风格字符串赋值给
string
对象。
-
string& operator=(char c)
:将单个字符赋值给
string
对象。
-
string& assign(const string& str)
:赋值,功能与
=
类似,但更灵活。
-
string& assign(const char* s)
:赋值,功能与
=
类似,但更灵活。
-
string& assign(size_t n, char c)
:赋值,用n个字符c赋值。
-
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访问:
-
char& operator[](size_t pos)
:访问指定位置的字符,不进行越界检查。
-
char& at(size_t pos)
:访问指定位置的字符,进行越界检查,越界会抛出
std::out_of_range
异常。
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char& front()
:访问第一个字符。
-
char& back()
:访问最后一个字符。
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-
修改:
-
string& append(const string& str)
:在字符串末尾追加另一个字符串。
-
string& append(const char* s)
:在字符串末尾追加C风格字符串。
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string& append(size_t n, char c)
:在字符串末尾追加n个字符c。
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string& push_back(char c)
:在字符串末尾追加一个字符。
-
string& insert(size_t pos, const string& str)
:在指定位置插入另一个字符串。
-
string& insert(size_t pos, const char* s)
:在指定位置插入C风格字符串。
-
string& insert(size_t pos, size_t n, char c)
:在指定位置插入n个字符c。
-
string& erase(size_t pos = 0, size_t n = npos)
:删除从指定位置开始的n个字符。
-
string& replace(size_t pos, size_t n, const string& str)
:替换从指定位置开始的n个字符为另一个字符串。
-
string& replace(size_t pos, size_t n, const char* s)
:替换从指定位置开始的n个字符为C风格字符串。
-
void clear()
:清空字符串。
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string& resize(size_t n)
:改变字符串长度为n,如果n大于当前长度,则用空格填充。
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string& resize(size_t n, char c)
:改变字符串长度为n,如果n大于当前长度,则用字符c填充。
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查找:
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size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找子字符串,返回第一次出现的位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找C风格字符串,返回第一次出现的位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find(char c, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找字符,返回第一次出现的位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t rfind(const string& str, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找子字符串,返回第一次出现的位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t rfind(const char* s, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找C风格字符串,返回第一次出现的位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t rfind(char c, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找字符,返回第一次出现的位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_first_of(const string& str, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找第一个在子字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_first_of(const char* s, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找第一个在C风格字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_first_not_of(const string& str, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找第一个不在子字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_first_not_of(const char* s, size_t pos = 0) const
:从指定位置开始查找第一个不在C风格字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_last_of(const string& str, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找第一个在子字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_last_of(const char* s, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找第一个在C风格字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_last_not_of(const string& str, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找第一个不在子字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
size_t find_last_not_of(const char* s, size_t pos = npos) const
:从指定位置开始反向查找第一个不在C风格字符串中出现的字符,返回位置,找不到返回
string::npos
。
-
-
比较:
-
int compare(const string& str) const
:与另一个字符串比较。
-
int compare(const char* s) const
:与C风格字符串比较。
-
bool operator==(const string& str) const
:判断是否相等。
-
bool operator!=(const string& str) const
:判断是否不相等。
-
bool operator<(const string& str) const
:判断是否小于。
-
bool operator>(const string& str) const
:判断是否大于。
-
bool operator<=(const string& str) const
:判断是否小于等于。
-
bool operator>=(const string& str) const
:判断是否大于等于。
-
-
子串:
-
string substr(size_t pos = 0, size_t n = npos) const
:返回从指定位置开始的n个字符组成的子字符串。
-
-
其他:
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size_t size() const
:返回字符串长度。
-
size_t Length() const
:返回字符串长度,与
size()
功能相同。
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size_t capacity() const
:返回字符串的容量,即分配的内存大小。
-
bool empty() const
:判断字符串是否为空。
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const char* c_str() const
:返回C风格字符串。
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const char* data() const
:返回指向字符串数据的指针,与
c_str()
类似,但不保证以空字符结尾。
-
如何高效地使用C++ string类进行字符串拼接?
使用
string
类进行字符串拼接时,选择合适的方法可以显著提高性能。多次使用
+=
或
append
进行拼接可能会导致频繁的内存重新分配。一个更高效的方法是预先计算好最终字符串的长度,然后使用
reserve
方法预留足够的内存空间,再进行拼接。 此外,如果需要拼接大量的字符串,可以考虑使用
stringstream
,它在某些情况下可能比直接使用
string
类更高效。
#include <iostream> #include <string> #include <sstream> int main() { std::string str1 = "Hello"; std::string str2 = "World"; std::string result; // 预留空间,避免多次分配内存 result.reserve(str1.length() + str2.length() + 1); result += str1; result += " "; result += str2; std::cout << result << std::endl; // 使用 stringstream std::stringstream ss; ss << str1 << " " << str2; std::string result2 = ss.str(); std::cout << result2 << std::endl; return 0; }
C++ string类与C风格字符串char*有什么区别和联系?
string
类是C++标准库提供的字符串类,它封装了字符串的操作,具有自动内存管理的功能,可以动态地增长或缩小。而C风格字符串
char*
本质上是一个字符数组,需要手动管理内存,容易出现内存泄漏或缓冲区溢出等问题。
区别:
- 内存管理:
string
类自动管理内存,
char*
需要手动管理。
- 安全性:
string
类更安全,不容易出现缓冲区溢出。
- 功能:
string
类提供了丰富的字符串操作方法。
联系:
-
string
类可以转换为C风格字符串,通过
c_str()
方法。
-
string
类可以用C风格字符串初始化。
- 在某些情况下,需要将
string
对象转换为
char*
才能与某些C风格的API兼容。
如何避免C++ string类在使用过程中常见的错误?
在使用
string
类时,需要注意以下几点以避免常见的错误:
- 越界访问: 使用
operator[]
访问字符串时,不会进行越界检查,如果访问越界,会导致未定义行为。应该使用
at()
方法,它会进行越界检查,并在越界时抛出异常。
- 空指针: 在使用C风格字符串初始化
string
对象时,要确保C风格字符串不是空指针,否则会导致程序崩溃。
- 内存泄漏: 虽然
string
类自动管理内存,但在某些情况下,如果将
string
对象赋值给
char*
指针,并且没有正确地管理
char*
指针指向的内存,仍然可能导致内存泄漏。
- 修改const string: 不要尝试修改
const string
对象,否则会导致编译错误或运行时错误。
- 迭代器失效: 在使用迭代器遍历
string
对象时,如果对字符串进行了修改操作,可能会导致迭代器失效。
#include <iostream> #include <string> #include <stdexcept> int main() { std::string str = "Hello"; // 避免越界访问 try { char c = str.at(10); // 抛出 std::out_of_range 异常 std::cout << c << std::endl; } catch (const std::out_of_range& e) { std::cerr << "Out of range error: " << e.what() << std::endl; } // 避免空指针 const char* cstr = nullptr; // std::string str2(cstr); // 避免这样使用,会导致崩溃 return 0; }
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