C++ string 类详解：概念、常用操作与实践（算法竞赛类）

Ne0inhk

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C++ string 类详解：概念、常用操作与实践（算法竞赛类）
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前言

嗨，大家好呀！我已经很久没有更新了，今天是元旦，祝大家元旦快乐呀｡◕ᴗ◕｡!
我们上一篇讲解了C++的条件判断与循环及数组（算法竞赛类），了解了数组的相关知识，我们感觉其中字符串数组还是没那么好用，为了更加简单⽅便，在C++中，⼜增加了 string 来处理字符串。今天我们来一起了解string的神奇之处吧！

一、string概念

string字符串其实是一种更加高级的封装，string字符串中包含大量的方法，这些方法使得字符串的操作变得更加简单。string使用的好，慢慢你就不想使用字符数组来存放字符串了。
而C++中将字符串直接作为一种类型，也就是string类型，使用string类型创建的对象就是C++的字符串。

string也就是存储字符串的另一种方式，就是和字符数组差不多，只不过封装了一些好用的功能而已，十分简单易懂

二、string的常见操作和功能

常见操作文档：常见操作

1、头文件

#include<string>

2、创建字符串

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s1;//空字符串 string s2 ="hello world"; cout <<"s1:"<< s1 << endl;//s1: cout <<"s2:"<< s2 << endl;//s2: hello worldreturn0;}

这里就不用多说了，和字符串的初始化一样

在这里插入图片描述


string也可以下标进行访问

除了以上创建字符串的写法外，C++中还有一些其他的创建字符串方式。如：
当然C++中的string创建的字符串和char类型的数组所表示的字符串还有一个区别，string类型的字符串对象可以直接赋值，比如：

方式1：其他字符串创建写法

string s("hello world");//等同于string s1 = "hello world"; string s1 = s;//用一个现成的字符串s，初始化另外一个字符串s1

方式2：string对象直接赋值示例

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s1("hello world"); string s2("hehe"); s2 = s1; cout << s2 << endl;return0;}

3、string字符串的输入

（1）正常输入（cin）

和scanf功能一样，string可以用cin输入，但是只能输入不带空格的字符串

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s;//输入 cin >> s;//输出 cout << s << endl;return0;}

（2）getline（带空格输入）

  1. getline是C++标准库中的一个函数，用于从输入流中读取一行文本，并将其存储为字符串。
  2. getline函数有两种不同的形式，分别对应着字符串的结束方式。
istream&getline(istream& is, string& str); istream&getline(istream& is, string& str,char delim);
✅提示：istream是输入流类型，cin是istream类型的标准输入流对象。ostream是输出流类型，cout是ostream类型的标准输出流对象。getline函数是从输入流中读取一行文本信息，所以如果是在标准输入流（键盘）中读取数据，就可以传cin给第一个参数。
第一种（默认以‘\n’为结束标志）

第一种 getline 函数以换行符（‘\n’）作为字符串的结束标志，它的一般格式是:

getline(cin, string str)//cin -- 表示从输入流中读取信息//str 是存放读取到的信息的字符串

这种形式的 getline 函数从输入流（例如cin）中读取文本，直到遇到换行符（‘\n’）为止，然后将读取到的文本（不包括换行符）存储到指定的string类型的变量str中。
实例：

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string name;getline(cin, name); cout << name << endl;return0;}

效果：

在这里插入图片描述
第二种（自定义结束标志）

第二种 getline 函数允许用户自定义结束标志，它的一般格式是:

getline(cin, string str,char delim)//cin -- 表示从输入流中读取信息//str 是存放读取到的信息的字符串//delim 是自定义的结束标志

这种形式的 getline 函数从输入流中读取文本，直到遇到用户指定的结束标志字符（delim）为止，然后将读取到的文本（不包括结束标志字符）存储到指定的string类型的变量str中。
实例：

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string name;getline(cin, name,'q'); cout << name << endl;return0;}

效果

在这里插入图片描述

4、size()——字符串长度

string中提供了size()函数用于获取字符串长度。
在C++中关于字符串的操作函数都是包含在string中的，所以需要调用这些函数时，通常用.点运算符。

使用示例：

#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s; string s1 ="hello"; string s2 ="hello world"; string s3 ="12ab!~ "; cout <<"s:"<< s.size()<< endl; cout <<"s1:"<< s1.size()<< endl; cout <<"s2:"<< s2.size()<< endl; cout <<"s3:"<< s3.size()<< endl;return0;}

效果

在这里插入图片描述

5、迭代器(iterator)

迭代器是⼀种对象，它可以用来遍历容器（比如我们现在学习的 string ）中的元素，迭代器的作用类似于指针，或者数组下标。

❗ 不过访问迭代器指向的值，需要解引用(*)。

C++ 中的 string 提供了多种迭代器，用于遍历和操作字符串中的内容。这里给大家介绍⼀种最常用的迭代器。

begin()和end()

  • begin()：返回指向字符串第一个字符的迭代器，需要一个迭代器的变量来接收。
  • end()：返回指向字符串最后一个字符的下一个位置的迭代器（该位置不属于字符串）。
  • string中begin()和end()返回的迭代器的类型是string::iterator（也可以用auto来接收）。
在这里插入图片描述
（1）比较
✅注意迭代器是可以进行大小比较，也可以进行+或者-整数运算的。
比如：i++，就是让迭代器前进一步，i-- 就是让迭代器退后一步。同一个容器的两个迭代器也可以相减，相减结果的绝对值，是两个迭代器中间元素的个数。

代码：

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s ="abcdef"; string::iterator it1 = s.begin(); string::iterator it2 = s.end(); cout <<(it1 < it2)<< endl; cout << it1 - it2 << endl;return0;}

结果

在这里插入图片描述
（2）遍历

迭代器通常用于遍历字符串的，可以正序遍历，也可以逆序遍历
正序遍历如下

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s ="abcdef";//auto it 是让编译器自动推到it的类型for(auto it = s.begin(); it != s.end();++it){ cout <<*it <<' ';}//string::iterator 是正向迭代器类型//string::iterator it, 是直接创建迭代器，it是针对字符串的迭代器for(string::iterator it = s.begin(); it != s.end();++it){ cout <<*it <<' ';}return0;}
改变指定字符

通过迭代器找到元素后，改变迭代器指向的元素，是可以直接改变字符串内容的。

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string str ="abcdef"; cout << str << endl;for(string::iterator it = str.begin(); it != str.end();++it){*it ='x';} cout << str << endl;return0;}

效果如下

在这里插入图片描述

6、字符串的插入和删除

（1）插入

push_back()——尾插

push_back()用于在字符串尾部插一个字符。

在这里插入图片描述


具体实现如下

#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){//向空字符串中尾插字符 string s; s.push_back('h'); s.push_back('e'); s.push_back('l'); s.push_back('l'); s.push_back('o'); cout << s << endl;//向非空字符串中尾插字符 string s1 ="hello "; s1.push_back('w'); s1.push_back('o'); s1.push_back('r'); s1.push_back('l'); s1.push_back('d'); cout << s1 << endl;//批量插入字符 string s2;for(char c ='a'; c <='f'; c++){ s2.push_back(c);} cout << s2 << endl;return0;}

效果

在这里插入图片描述
字符串的+=和+运算

push_back()用于在字符串后添加单个字符，若需向字符串后追加字符串，string类型支持+和+=运算，本质是string中重载了operator+=操作符。
效果图片展示

在这里插入图片描述


代码举例

#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello"; s +=" world";//字符串用双引号，等价于 s = s + " world" cout << s << endl;//除了+=操作，也可以使用'+'灵活进行字符串拼接//头部拼接 string s2 ="hello"; s2 ="world "+ s2 ; cout << s2 << endl;//s2为: "world hello"return0;}

效果如下

在这里插入图片描述
insert——指定位置进行插入

如果我们需要在字符串中间的某个位置插入一个字符串，怎么办呢？这时候我们得掌握一个函数就是insert

string&insert(size_t pos,const string& str);//pos位置前面插入一个string字符串 string&insert(size_t pos,constchar* s);//pos位置前面插入一个C风格的字符串 string&insert(size_t pos, size_t n,char c);//pos位置前面插入n个字符c

pos就是字符串下标
流程如下

在这里插入图片描述


代码功能实现：

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s ="abcdefghi"; string base = s;// 保存原始字符串，用于还原// 方式1：插入string类型字符串 cout <<"原始字符串："<< s << endl; string str ="xxx"; s.insert(3, str); cout <<"方式1-插入string字符串："<< s << endl; s = base;// 还原原始字符串// 方式2：插入C风格字符串 s.insert(3,"xxx"); cout <<"方式2-插入C风格字符串："<< s << endl; s = base;// 还原原始字符串// 方式3：插入n个指定字符 s.insert(3,3,'x'); cout <<"方式3-插入3个字符x："<< s << endl;return0;}

（2）删除——pop_back()

pop_back() 用于删除字符串中尾部的一个字符。

在这里插入图片描述


实现

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello"; cout <<"s:"<< s << endl;//尾删 s.pop_back(); cout <<"s:"<< s << endl;//尾删 s.pop_back(); cout <<"s:"<< s << endl;return0;}

效果

在这里插入图片描述
注意：不可对空字符串继续进⾏pop_back()操作，否则程序出现异常

7、字符串的查找和截取

（1）查找——find()

find()函数用于查找字符串中指定子串/字符，并返回子串/字符在字符串中第一次出现的位置。

在这里插入图片描述
find类型
// 查找string类型的字符串str，默认是从头开始查找，pos可以指定位置开始 size_t find(const string& str, size_t pos =0)const;// 查找C风格的字符串s，默认是从头开始查找，pos可以指定位置开始 size_t find(constchar* s, size_t pos =0)const;// 在字符串的pos这个位置开始查找C风格的字符串s中的前n个字符 size_t find(constchar* s, size_t pos, size_t n)const;// 查找字符c，默认是从头开始，pos可以指定位置开始 size_t find(char c, size_t pos =0)const;
返回值
  • 若找到，返回子串/字符在字符串中第一次出现的起始下标位置。
  • 若未找到，返回一个整数值npos（针对npos的介绍会在下面给出）。通常判断find()函数的返回值是否等于npos就能知道是否查找到子串或者字符。
不同类型find例子

代码例子
代码1——查找【字符串 / 子串】

//代码1#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello world hello everyone"; string str ="llo";//查找string类型的字符串 size_t n = s.find(str); cout << n << endl; n = s.find(str, n +1);//从n+1这个指定位置开始查找 cout << n << endl;//查找C风格的字符串 n = s.find("llo"); cout << n << endl; n = s.find("llo", n +1);//从n+1这个指定位置开始查找 cout << n << endl;return0;}

代码2——精准查找【C 风格字符串的前 N 个字符】

//代码2#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello world hello everyone";//在s中，0这个指定位置开始查找"word"中的前3个字符 size_t n = s.find("word",0,3); cout << n << endl; n = s.find("everyday", n+1,5); cout << n << endl;return0;}

代码3——查找【单个字符】

//代码3#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello world hello everyone"; size_t n = s.find('o'); cout << n << endl; n = s.find('o', n +1); cout << n << endl;return0;}

查找不到的情况
在字符串中查找字符或者字符串时，若查找不到，find函数会返回npos这个值；该值并非随机数字，而是string中定义的一个静态常量。我们通常会通过判断find函数的返回值是否等于npos，来确定查找是否成功。

//查找不到的情况#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello world hello everyone"; string str ="bit"; size_t n = s.find(str); cout << n << endl;if(n != string::npos) cout <<"找到了，位置是："<< n << endl;else cout <<"没有找到"<< endl;return0;}

（2）截取——substr()

函数参数

substr()函数用于截取字符串中指定位置指定长度的子串。函数原型如下：

string substr(size_t pos =0, size_t len = npos)const;//pos 的默认值是0，也就是从下标为0的位置开始截取//len 的默认值是npos，意思是一直截取到字符串的末尾

substr()的用法：

  • substr()：如果函数不传参数，就是从下标为0的位置开始截取，直到结尾，得到的是整个字符串；
  • substr(pos)：从指定下标pos位置开始截取子串，直到结尾；
  • substr(pos, len)：从指定下标pos位置开始截取长度为len的子串。
两种方式效果
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
返回值

返回值类型：string,返回的是截取到的字符串，可以使用string类型的字符串接收。

代码举例
#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello world hello everyone"; string s1 = s.substr(7); cout << s1 << endl; string s2 = s.substr(7,6); cout << s2 << endl;return0;}

效果

在这里插入图片描述

（3）find()和substr()结合

substr()和find()经常是配合使用的，find负责找到位置，substr从这个位置向后获得字符串。

代码举例

#include<iostream>#include<string>//添加string头文件usingnamespace std;intmain(){ string s ="hello world hello everyone"; size_t n = s.find("world"); string s2 = s.substr(n,10); cout << s2 << endl;return0;}

效果

8、string的关系运算

string支持字符串比较，和strcmp比较规则一致，可以直接进行字符串比较，比如>,=,<等等，只不过返回类型为bool类型
这里仅简单展示

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s1 ="abcd"; string s2 ="abbcdef";char s3[]="bbc";if(s1 > s2) cout <<"s1 > s2"<< endl;else cout <<"s1 <= s2"<< endl;if(s1 == s2) cout <<"s1 == s2"<< endl;else cout <<"s1 != s2"<< endl;if(s1 <= s3) cout <<"s1 <= s3"<< endl;else cout <<"s1> s3"<< endl;return0;}

效果

在这里插入图片描述

9、string中字符串与基本数值类型的转换工具函数

（1）stoi/stol

  • stoi：将字符串转换为int类型的值
  • stol：将字符串转换为long int类型的值
    两者用法类似，以stoi为例讲解：stoi可将string类型的字符串转化为整型，函数原型如下：
函数参数
intstoi(const string& str, size_t* idx =0,int base =10);longstol(const string& str, size_t* idx =0,int base =10);
  • str：被转换的string类型字符串
  • idx：输出型参数（指针类型）。需在外创建size_t类型变量，传递其地址给idx；该参数会带回str中无法匹配数字的第一个字符的位置。
  • base：被解析字符串的进制值（支持2、8、10、16、0）：
    • 默认值为10，表示解析10进制数字；
    • 传2：解析2进制数字，最终转为10进制；
    • 传8：解析8进制数字，最终转为10进制；
    • 传16：解析16进制数字，最终转为10进制；
    • 传0：自动推导进制（含0x则为16进制，0开头则为8进制），最终转为10进制。
代码举例
#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ size_t pos =0; string s1 ="11x34";int ret1 =stoi(s1,&pos,16); cout << ret1 << endl; cout <<"pos:"<< pos << endl; string s2 ="11x34";int ret2 =stoi(s2,&pos,2); cout << ret2 << endl; cout <<"pos:"<< pos << endl; string s3 ="0x11x34";int ret3 =stoi(s3,&pos,0); cout << ret3 << endl; cout <<"pos:"<< pos << endl;return0;}

效果如下：

在这里插入图片描述

（2）stod/stof

stod是将字符串转换成double类型的值，就是参数少了进制的描述
参数

doublestod(const string& str, size_t* idx =0);floatstof(const string& str, size_t* idx =0);

代码示例

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string s ="3.14x456";double ret =stod(s,NULL); cout << ret << endl;return0;}

（3）to_string

就是将数字转换为字符串

string to_string(数字类型 val);

代码举例

#include<iostream>#include<string>usingnamespace std;intmain(){ string pi ="pi is "+to_string(3.14159); cout << pi << endl;return0;}

结束语

嗨！本篇到这里就结束啦！今天我们了解了string的使用，在日常字符串处理中string十分常用，比如gline，字符串的+=和+运算，关系运算等等都是十分1常用且重要的，而今天还是2026的第一天，祝大家新年快乐！元旦快乐！٩(๑❛ᴗ❛๑)۶
我们下一篇讲解C++的输入输出（下），感谢大家的支持啦！让我们下篇再见！

在这里插入图片描述

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