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  • 关于c++string类

    特别鸣谢由张老师整理(原出处未知

    一、C++ 字符串

    C++ 提供了以下两种类型的字符串表示形式:

    C 风格字符串

    C++ 引入的 string 类类型

    1、C 风格字符串

    C 风格的字符串起源于 C 语言,并在 C++ 中继续得到支持。字符串实际上是使用 null 字符 '' 终止的一维字符数组。因此,一个以 null 结尾的字符串,包含了组成字符串的字符。

    下面的声明和初始化创建了一个 "Hello" 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符,所以字符数组的大小比单词 "Hello" 的字符数多一个。

    char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', ''};

    依据数组初始化规则,您可以把上面的语句写成以下语句:

    char greeting[] = "Hello";

    以下是 C/C++ 中定义的字符串的内存表示:

    ![C/C++ 中的字符串表示](file:///C:/Users/user/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg)

    其实,您不需要把 null 字符放在字符串常量的末尾。C++ 编译器会在初始化数组时,自动把 '' 放在字符串的末尾。

    C++ 中有大量的函数用来操作 null 结尾的字符串:

    strcpy(s1, s2); 复制字符串 s2 到字符串 s1。

    strcat(s1, s2); 连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾。

    strlen(s1); 返回字符串 s1 的长度。

    strcmp(s1, s2); 如果 s1 和 s2 是相同的,则返回 0;如果 s1<s2 则返回值小于 0;如果 s1>s2 则返回值大于 0。

    strchr(s1, ch); 返回一个指针,指向字符串 s1 中字符 ch 的第一次出现的位置。

    strstr(s1, s2); 返回一个指针,指向字符串 s1 中字符串 s2 的第一次出现的位置。

    2.string类型变量的声明与初始化

    首先,为了在程序中使用string类型,必须包含头文件 。如下:

    #include

    注意这里不是string.h,string.h是C字符串头文件。

    string类是一个模板类,位于名字空间std中,通常为方便使用还需要增加:

    using namespace std;

    声明一个字符串变量很简单:

    string str;

    示例代码:(下面的代码演示了string类型变量的声明与初始化操作的方法,注意与char类型的字符串比较)

    #include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main ( )
    {
     string str;  //定义了一个空字符串str
     str = "Hello world";// 给str赋值为"Hello world"
     char cstr[] = "abcde";  //定义了一个C字符串
     string s1(str); //调用复制构造函数生成s1,s1为str的复制品
     cout<<s1<<endl;
     string s2(str,6); //将str内,开始于位置6的部分当作s2的初值
     cout<<s2<<endl;
     string s3(str,6,3);//将str内,开始于6且长度顶多为3的部分作为s3的初值
     cout<<s3<<endl;
     string s4(cstr);//将C字符串作为s4的初值
     cout<<s4<<endl;
     string s5(cstr,3);  //将C字符串前3个字符作为字符串s5的初值。
     cout<<s5<<endl;
     string s6(5,'A');  //生成一个字符串,包含5个'A'字符
     cout<<s6<<endl;
     string s7(str.begin(),str.begin()+5); 
    //区间str.begin()和str.begin()+5内的字符作为初值
     cout<<s7<<endl;
     return 0;
    }
    
    

    结果:

    Hello world

    world

    wor

    abcde

    abc

    AAAAA

    Hello

    二、string的比较等操作

    你可以用 ==、>、<、>=、<=、和!=比较字符串,可以用+或者+=操作符连接两个字符串,并且可以用[]获取特定的字符。

    #include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
     string str;
     cout << "Please input your name:"<<endl;
     cin >> str;
     if( str == "Li" )// 字符串相等比较
    cout << "you are Li!"<<endl;
     else if( str != "Wang" )  // 字符串不等比较
    cout << "you are not Wang!"<<endl;
     else if( str < "Li") // 字符串小于比较,>、>=、<=类似
    cout << "your name should be ahead of Li"<<endl;
     else
    cout << "your name should be after of Li"<<endl;
     str += ", Welcome!";  // 字符串+=
     cout << str<<endl;
     for(int i = 0 ; i < str.size(); i ++)
    cout<<str[i];  // 类似数组,通过[]获取特定的字符
     return 0;
    }
    
    

    结果:

    Please input your name:

    Zhang↙

    you are not Wang!

    Zhang, Welcome!

    Zhang, Welcome!

    上例中,“ cout<< str[i]; ”可换为: cout<< str.at(i);

    三、string特性描述

    可用下列函数来获得string的一些特性:

    int capacity()const; //返回当前容量(即string中不必增加内存即可存放的元素个数)

    int max_size()const; //返回string对象中可存放的最大字符串的长度

    int size()const; //返回当前字符串的字节数,与length()没有区别,是作为STL容器的属性而存在,便于符合STL的接口规则。

    int length()const; //返回当前字符串的字节数,与size()的功能没有区别

    bool empty()const; //当前字符串是否为空

    void resize(int len,char c); //把字符串当前大小置为len,多去少补,多出的字符c填充不足的部分

    测试代码:

    #include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
     string str;
      if (str.empty())
      cout<<"str is NULL."<<endl;
      else
      cout<<"str is not NULL."<<endl;
     str = str + "abcdefg";
     cout<<"str is "<<str<<endl;
      cout<<"str's size is "<<str.size()<<endl;
        cout<<"str's capacity is "<<str.capacity()<<endl;
     cout<<"str's max size is "<<str.max_size()<<endl;
     cout<<"str's length is "<<str.length()<<endl;
     str.resize(20,'c');
     cout<<"str is "<<str<<endl;
     str.resize(5);
     cout<<"str is "<<str<<endl;
     return 0;
    }
    
    

    程序执行结果为:

    str is NULL.

    str is abcdefg

    str's size is 7

    str's capacity is 15

    str's max size is 4294967294

    str's length is 7

    str is abcdefgccc

    str is abcde

    四、string的查找

    由于查找是使用最为频繁的功能之一,string提供了非常丰富的查找函数:(注:string::npos)

    size_type find( const basic_string &str, size_type index );

    //返回str在字符串中第一次出现的位置(从index开始查找),如果没找到则返回string::npos

    size_type find( const char *str, size_type index ); // 同上

    size_type find( const char *str, size_type index, size_type length );

    //返回str在字符串中第一次出现的位置(从index开始查找,长度为length),如果没找到就返回string::npos

    size_type find( char ch, size_type index );

    // 返回字符ch在字符串中第一次出现的位置(从index开始查找),如果没找到就返回string::npos

    注意:查找字符串a是否包含子串b,不是用 strA.find(strB) > 0 而是 strA.find(strB) != string::npos 这是为什么呢?(初学者比较容易犯的一个错误)

      先看下面的代码

    int idx = str.find("abc");

    if (idx == string::npos);

      上述代码中,idx的类型被定义为int,这是错误的,即使定义为 unsigned int 也是错的,它必须定义为 string::size_type。npos 是这样定义的: static const size_type npos = -1; 因为 string::size_type (由字符串配置器 allocator 定义) 描述的是 size,故需为无符号整数型别。因为缺省配置器以型别 size_t 作为 size_type,于是 -1 被转换为无符号整数型别,npos 也就成了该型别的最大无符号值。不过实际数值还是取决于型别 size_type 的实际定义。不幸的是这些最大值都不相同。事实上,(unsigned long)-1 和 (unsigned short)-1 不同(前提是两者型别大小不同)。因此,比较式 idx == string::npos 中,如果 idx 的值为-1,由于 idx 和字符串string::npos 型别不同,比较结果可能得到 false。因此要想判断 find()等查找函数的结果是否为npos,最好的办法是直接比较。

    测试代码:

    #include<iostream>
    #include<string>
    using namespace std;
    int main(){
     int loc;
     string s="study hard and make progress everyday! every day!!";
     loc=s.rfind("make",10);
     cout<<"the word make is at index"<<loc<<endl;//-1表示没找到
     loc=s.rfind("make");//缺省状态下,从最后一个往前找
     cout<<"the word make is at index"<<loc<<endl;
     loc=s.find_first_of("day");
     cout<<"the word day(first) is at index "<<loc<<endl;
     loc=s.find_first_not_of("study");
     cout<<"the first word not of study is at index"<<loc<<endl;
     loc=s.find_last_of("day");
     cout<<"the last word of day is at index"<<loc<<endl;
     loc=s.find("day");//缺陷状态下从第一个往后找
     cout<<loc;
     return 0;
    }
    
    

    运行结果:

    meiyou

    五、其他常用函数

    string &insert(int p,const string &s); //在p位置插入字符串s

    string &replace(int p, int n,const char *s); //删除从p开始的n个字符,然后在p处插入串s

    string &erase(int p, int n); //删除p开始的n个字符,返回修改后的字符串

    string substr(int pos = 0,int n = npos) const; //返回pos开始的n个字符组成的字符串

    void swap(string &s2); //交换当前字符串与s2的值

    string &append(const char *s);//把字符串s连接到当前字符串结尾

    void push_back(char c)//当前字符串尾部加一个字符c

    const char data()const;//返回一个非null终止的c字符数组,data():与c_str()类似,用于string转const char其中它返回的数组是不以空字符终止,

    例:string s1="1234567890"; char const * ss =s1.data(); //ss中的值为s1的字符串

    const char c_str()const; //返回一个以null终止的c字符串,即c_str()函数返回一个指向正规C字符串的指针, 内容与本string串相同,用于string转const char

    测试代码:

    #include <iostream>
    #include <string>
    using namespace std;
    int main()
    {
     string str1 = "abc123defg";
     string str2 = "swap!";
     cout<<str1<<endl;
     cout<<str1.erase(3,3)<<endl;  //从索引3开始的3个字符,即删除掉了"123"
     cout<<str1.insert(0,"123")<<endl; //在头部插入
     cout<<str1.append("123")<<endl;//append()方法可以添加字符串
     str1.push_back('A');  //push_back()方法只能添加一个字符
     cout<<str1<<endl;
     cout<<str1.replace(0,3,"hello")<<endl;
     //即将索引0开始的3个字符替换成"hello"
     cout<<str1.substr(5,7)<<endl; //从索引5开始7个字节
     str1.swap(str2);
     cout<<str1<<endl;
     const char* p = str.c_str();
     printf("%s
    ",p);
     return 0;
    }
    
    

    程序执行结果为:

    abc123defg

    abcdefg

    123abcdefg

    123abcdefg123

    123abcdefg123A

    helloabcdefg123A

    abcdefg

    swap!

    swap!

    六、与字符串相关的其它函数

    1.转换字符串为整数stoi,stol,stoll

    例如:  std::string str1 = "45";   int myint1 = std::stoi(str1);
    

    2. std::atoi, std::atol, std::atoll

    与上述转换string为整数类似的函数还有std::atoi, std::atol, std::atoll 成功时为对应 str 内容的整数值。

        const char *str1 = "3.14159";
    

    ​ int num1 = std::atoi(str1);

    std::cout << "std::atoi("" << str1 << "") is " << num1 << ' ';

    输出:

    std::atoi("3.14159") is 3

    3. std::to_string

    std::string to_string( int value );

    std::string to_string( float value );

    返回值:一个包含转换后值的字符串

    4.std::ctype::tolower, std::ctype::toupper

    两个C风格的字符大小写转换函数 std::ctype::tolower, std::ctype::toupper 注意:这两个函数不能用于string类的字符串,只能转换 char类型的字符。

    void try_lower(const std::ctype<wchar_t>& f, wchar_t c)

    {

    ​ wchar_t up = f.tolower(c);

    ​ if (up != c) {

    std::wcout << "Lower case form of '" << c << "' is " << up << ' ';

    ​ } else {

    std::wcout << ''' << c << "' has no lower case form ";

    ​ }

    }

    5. c++ transform用法 大小写转换

    #include

    #include

    using namespace std;

    char op(char ch)

    { if(ch>='A'&&ch<='Z') return ch+32;

    ​ else return ch;

    }

    int main()

    {

    ​ string first,second;

    ​ cin>>first;

    ​ second.resize(first.size());

    ​ transform(first.begin(),first.end(),second.begin(),op);

    ​ cout<<second<<endl;

    ​ return 0;

    }

    6. std::reverse STL函数

    可用于反转string以及一些STL容器中的元素。

    void reverse( BidirIt first, BidirIt last );

    反转 [first, last) 范围中的元素顺序

    std::vector v{1,2,3};

    std::reverse(std::begin(v), std::end(v));

    7. 有两个”XXprintf”函数

    sprintf和snprintf,从给定位置加载数据,转换为字符串等价版本,并将结果写入各种池。

    sprintf指的是字符串格式化命令,主要功能是把格式化的数据写入某个字符串中。sprintf 是个变参函数。

    注意:使用sprintf 对于写入buffer的字符数是没有限制的,这就存在了buffer溢出的可能性。解决这个问题,可以考虑使用 snprintf函数,该函数可对写入字符数做出限制。类似问题的函数还有strcpy()、strcat(),其对应的安全版为:strncpy() 、strncat()。

    1int sprintf( char* buffer, const char* format, ... );

    写结果到字符串 buffer 。

    2int snprintf( char* buffer, std::size_t buf_size, const char* format, ... );

    写结果到字符串 buffer 。至多写 buf_size - 1 个字符。产生的字符串会以空字符终止,除非 buf_size 为零。若 buf_size 为零,则不写入任何内容,且 buffer 可以是空指针,然而依旧计算返回值(会写入的字符数,不包含空终止符)并返回。

    参数说明:

    buffer - 指向要写入的字符串的指针

    format - 指向指定如何转译数据的空终止多字节字符串的指针。

    格式字符串由普通多字节字符(除了 % )和转换指定构成,前者被复制到输出流而无更改。每个转换指定拥有下列格式:

    示例代码:
    double num=3.1415926;
    	cout <<"double num="<< num <<endl;   //输出:
    	char *s ;
    	sprintf( s,"%.4lf",num);
    	cout << "sprintf( s,"%.4lf",num)  -> s=" <<s<<endl;
    	return 0;                        
    运行结果:
    double num=3.14159
    sprintf( s,"%.4lf",num)  -> s=3.1416
    
    
    示例代码:
    char a[16];
      size_t i;
      i = snprintf(a, 13, "%012d", 12345);  // 第 1 种情况
      printf("i = %lu, a = %s
    ", i, a);    // 输出:i = 12, a = 000000012345
      i = snprintf(a, 9, "%012d", 12345);   // 第 2 种情况
      printf("i = %lu, a = %s
    ", i, a);    // 输出:i = 12, a = 00000001       
    
    

    函数的用法与区别

    1、cin>>

    用法1:最基本,也是最常用的用法,输入一个数字:

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    int a,b;

    cin>>a>>b;

    cout<<a+b<<endl;

    }

    输入:2[回车]3[回车] 输出:5

    用法2:接受一个字符串,遇“空格”、“TAB”、“回车”都结束

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char a[20];

    cin>>a;

    cout<<a<<endl;

    }

    输入:jkljkljkl 输出:jkljkljkl

    输入:jkljkl jkljkl //遇空格结束,所以不能输入多个单词 输出:jkljkl

    2、cin.get()

    用法1: cin.get(字符变量名)可以用来接收字符

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char ch;

    ch=cin.get(); //或者cin.get(ch);只能获取一个字符

    cout<<ch<<endl;

    }

    输入:jljkljkl 输出:j

    用法2:cin.get(字符数组名,接收字符数目)

    用来接收一行字符串,可以接收空格

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char a[20];

    cin.get(a,20); //有些类似getline。可以输入多个单词,中间空格隔开。

    cout<<a<<endl;

    }

    输入:jkl jkl jkl 输出:jkl jkl jkl

    输入:abcdeabcdeabcdeabcdeabcde (输入25个字符)

    输出:abcdeabcdeabcdeabcd (接收19个字符+1个'')

    用法3:cin.get(无参数)

    没有参数主要是用于舍弃输入流中的不需要的字符,或者舍弃回车,弥补cin.get(字符数组名,接收字符数目)的不足.

    3、cin.getline() //接受一个字符串,可以接收空格并输出

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char m[20];

    cin.getline(m,5); //与上面基本相同。

    cout<<m<<endl;

    }

    输入:jkljkljkl 输出:jklj

    接受5个字符到m中,其中最后一个为'',所以只看到4个字符输出;

    如果把5改成20:

    输入:jkljkljkl 输出:jkljkljkl

    输入:jklf fjlsjf fjsdklf 输出:jklf fjlsjf fjsdklf

    //延伸:

    //cin.getline()实际上有三个参数,cin.getline(接受字符串到m,接受个数5,结束字符)

    //当第三个参数省略时,系统默认为'' 是‘/n’吧。

    //如果将例子中cin.getline()改为cin.getline(m,5,'a');当输入jlkjkljkl时输出jklj,输入jkaljkljkl时,输出jk

    当用在多维数组中的时候,也可以用cin.getline(m[i],20)之类的用法:

    #include

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char m[3][20];

    for(int i=0;i<3;i++)

    {

    cout<<" 请输入第"<<i+1<<"个字符串:"<<endl;

    cin.getline(m[i],20);

    }

    cout<<endl;

    for(int j=0;j<3;j++)

    cout<<"输出m["<<j<<"]的值:"<<m[j]<<endl;

    }

    请输入第1个字符串:kskr1

    请输入第2个字符串:kskr2

    请输入第3个字符串:kskr3

    输出m[0]的值:kskr1

    输出m[1]的值:kskr2

    输出m[2]的值:kskr3

    4、getline() // 接受一个字符串,可以接收空格并输出,需包含“#include

    #include

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    string str;

    getline(cin,str);

    cout<<str<<endl;

    }

    输入:jkljkljkl //VC6中有个bug,需要输入两次回车。 输出:jkljkljkl

    输入:jkl jfksldfj jklsjfl 输出:jkl jfksldfj jklsjfl

    和cin.getline()类似,但是cin.getline()属于istream流,而getline()属于string流,是不一样的两个函数

    5、gets() // 接受一个字符串,可以接收空格并输出,需包含“#include

    #include

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char m[20];

    gets(m); //不能写成m=gets();

    cout<<m<<endl;

    }

    输入:jkljkljkl 输出:jkljkljkl

    输入:jkl jkl jkl 输出:jkl jkl jkl

    类似cin.getline()里面的一个例子,gets()同样可以用在多维数组里面:

    #include

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char m[3][20];

    for(int i=0;i<3;i++)

    {

    cout<<" 请输入第"<<i+1<<"个字符串:"<<endl;

    gets(m[i]);

    }

    cout<<endl;

    for(int j=0;j<3;j++)

    cout<<"输出m["<<j<<"]的值:"<<m[j]<<endl;

    }

    请输入第1个字符串:kskr1

    请输入第2个字符串:kskr2

    请输入第3个字符串:kskr3

    输出m[0]的值:kskr1

    输出m[1]的值:kskr2

    输出m[2]的值:kskr3

    自我感觉gets()和cin.getline()的用法很类似,只不过cin.getline()多一个参数罢了;

    这里顺带说明一下,对于本文中的这个kskr1,kskr2,kskr3的例子,对于cin>>也可以适用,原因是这里输入的没有空格,如果输入了空格,比如“ks kr jkl[回车]”那么cin就会已经接收到3个字符串,“ks,kr,jkl”;再如“kskr 1[回车]kskr 2[回车]”,那么则接收“kskr,1,kskr”;这不是我们所要的结果!而cin.getline()和gets()因为可以接收空格,所以不会产生这个错误;

    6、getchar() //接受一个字符,需包含“#include

    #include

    using namespace std;

    main ()

    {

    char ch;

    ch=getchar(); //不能写成getchar(ch);

    cout<<ch<<endl;

    }

    输入:jkljkljkl 输出:j

    //getchar()是C语言的函数,C++也可以兼容,但是尽量不用或少用;

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