C++ string用法详解
目录
一.为什么要学习string类
1.1 C语言中的字符串
二. string类的常用操作
2.1 string类的初始化
2.2 string类常用的容量操作
2.2.1 size()
2.2.2 length() 函数
2.2.3 capacity() 函数
2.2.4 empty()函数
2.2.5 resize()函数和reserve()函数
2.2.5 clear() 函数
2.3 string类对象的访问及遍历操作函数
2.3.1 [] (operator[])
2.3.2 begin() 和 end()
2.3.3 rbegin() 和 rend()
2.3.4 范围for
2.4. string类对象的修改操作
2.4.1 push_back() 函数
2.4.2 append() 函数
2.4.3 +=(operator+=)
2.4.4 c_str
2.4.5 find() + npos
2.4.6 rfind()
2.4.7 substr()
2.5 常用string类非成员函数
2.5.1 operator+
2.5.2 >>和<<
2.5.3 getline
2.5.4 relational operators（）
一.为什么要学习string类
1.1 C语言中的字符串
在C语言中，字符串是以'\0'结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。
为了弥补这些C语言中的部分设计缺陷，C++研发出了string类，更好的服务于程序员。
重点：
在OJ中，有关字符串的题目基本以string类的形式出现，而且在常规工作中，为了简单、方便、快捷，基本都使用string类，很少有人去使用C库中的字符串操作函数。为了找到好Offer，熟练掌握string类是我们C艹程序员的必要工作。
二. string类的常用操作
string类的文档链接：https://cplusplus.com/reference/string/string/
同时，使用string类大多数情况还需要头文件#include
2.1 string类的初始化
string对象的初始化和普通类型变量的初始化基本相同，只是string作为类，还有类的一些特性：使用构造函数初始化。
String类的常用初始化
| 函数名称（红色为重点） | 功能说明 |
| string s() | 构造空的string类对象，即空字符串 |
| string s(const char* s) | 用C-string来构造string类对象 |
| string s(size_t n, char c) | string类对象中包含n个字符c |
| string s(const string&s) | 拷贝构造函数 |
如：
//常用构造函数
#include
//用string类的话需要包含头文件#include
using namespace std;
int main()
{
string s1;
string s2("abcdefg");
string s3(99, 'a');
string s4(s2);
cout << s2 << endl;
cout << s3 << endl;
cout << s4 << endl;
return 0;
} 代码结果为：
2.2 string类常用的容量操作
| 函数名称（红色为重点） | 功能说明 |
| size() | 返回字符串有效字符长度，（有效空间） |
| length() | 返回字符串有效字符长度，（有效空间） |
| capacity() | 返回空间总大小 |
| empty() | 检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false |
| clear(） | 清空有效字符 |
| reserve(size_t n=0) | 为字符串预留空间 |
| resize(size_t n,char c) | 将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充 |
如：
2.2.1 size()
//容量操作
#include
using namespace std;
// size()函数
int main()
{
string s1(99, 'a');
cout << s1.size() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
2.2.2 length() 函数
//容量操作
#include
using namespace std;
//length()函数
int main()
{
string s1(99, 'a');
cout << s1.length() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
注意：
size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一致，一般情况下基本都是用size()。（这个属于C++的早期设计缺陷）
2.2.3 capacity() 函数
//容量操作
#include
using namespace std;
//capacity()函数
int main()
{
string s1(10,'a');
cout << s1.capacity() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
根据vs 开辟空间的规则，创建string类时初始分配十五个字节的总空间，但实际上这里的有效空间为10。
我们可以用size求出s1的有效空间 如：
#include
using namespace std;
//capacity()函数
int main()
{
string s1(10,'a');
cout << s1.capacity() << endl;
cout << s1.size() << endl;`
return 0;
} 
2.2.4 empty()函数
//容量操作
#include
using namespace std;
// empty()函数
int main()
{
string s1;
string s2("12345");
cout << s1.empty() << endl;
cout << s2.empty() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
2.2.5 resize()函数和reserve()函数
一.resize() 重新规划string的大小，但是注意，这里实际上规划的是有效空间的大小。
通过前边的知识，我们可以用size（）求出有效空间的大小，用resize进行重新规划。
如：
//容量操作
#include
using namespace std;
//resize()函数和reserve（）函数
int main()
{
string s1("Hello World");
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.resize(5);//通过resize把有效空间改为5
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
cout << s1 << endl;
return 0;
} 输出结果为：
这时候就分两种情况
1.缩小有效空间：
这种情况下，容器中长度在n之外的部分会被截取掉，只保留n长度内的元素，但是容器的容量却没有改变，更不会出现扩容的状况，上段代码体现了这一点。
2.扩大有效空间：
这种情况下，容器为了能够放的下更多的元素，会发生扩容，扩容之后，其容量会比原来大，这时候就会出现没有用过的有效空间，此时我们通过函数的第二个元素 c 进行剩余空间的初始化。
也就是说，当扩容时，扩容的空间内存放的元素全都是第二个元素 C。如果没有指定第二个元素c，那就用string的默认初始化了，这种情况下，容器一定是分配了内存并全部发生了初始化的。
如：
//容量操作
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello World");
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.resize(20, 'x');
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
注意：有效空间的变化可能会影响最大空间的变化，最大空间的变化也可能影响有效空间的变化。
二.reserve（） 函数改变最大空间。
容量操作
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello World");
cout << s1.capacity() << endl;
s1.reserve(20);
cout << s1.capacity() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
注意：这里代码结果不同预想也是因为VS 的容量规则
2.2.5 clear() 函数
容量操作
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello World");
cout << s1.size() << endl;
s1.clear();
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
return 0;
} 代码结果为：
注意：clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
2.3 string类对象的访问及遍历操作函数
| 函数名称 (重点为红色） | 功能说明 |
| [] (operator[]) | 返回pos位置的字符，const string类对象调用 |
| begin() | 获取第一个字符位置的迭代器 |
| end() | 获取最后一个字符下一个位置的迭代器 |
| rbegin() | 获取最后一个元素的反向迭代器 |
| rend() | 获取第一个位置之前一个位置的反向迭代器 |
| 范围for | C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式 |
2.3.1 [] (operator[])
实际上就是数组的[]，可以随机访问元素，底层是操作符重载（不讲）。
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
// []
int main()
{
string s1("abcde");
cout << s1[0] << endl;
cout << s1[s1.size()-1] << endl;
cout << s1[2] << endl;
return 0;
} 代码结果为：
2.3.2 begin() 和 end()
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
//begin()和end()
int main()
{
string s1("12345");
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << endl;
it++;
}
return 0;
}
代码结果为：
两图解迭代器原理（狗头保命）：
C++中，迭代器就是一个类似于指针的对象，它能够用来遍历C++标准模板库容器中的部分或全部元素，每个迭代器对象代表容器中的确定的地址。
但在string中，我们最常用的还是数组的下标访问,故不在多描述。
2.3.3 rbegin() 和 rend()
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
//rbegin()和rend()
int main()
{
string s1("12345");
string::reverse_iterator it = s1.rbegin();
while (it != s1.rend())
{
cout << *it << endl;
it++;
}
return 0;
} 结果为：
2.3.4 范围for
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
//for（auto )
int main()
{
string s1("12345");
for (auto it : s1)
{
cout << it << endl;
}
return 0;
} 代码结果为：
是不是看起来很高端：
一图解范围for：
2.4. string类对象的修改操作
| 函数名称 | 功能说明 |
| push_back(c) | 在字符串后尾插字符c |
| append(s) | 在字符串后追加一个字符串 |
| +=（operator+= ) | 在字符串后追加字符串str |
| c_str | 返回C格式字符串 |
| find + npos | 从字符串pos位置开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置 |
| rfind | 从字符串pos位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置 |
| substr | 在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回 |
2.4.1 push_back() 函数
类似于链表的尾插
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello ");
cout << s1 << endl;
s1.push_back('W');
s1.push_back('o');
s1.push_back('r');
s1.push_back('l');
s1.push_back('d');
cout << s1 << endl;
return 0;
} 结果为：
2.4.2 append() 函数
也类似于链表的尾插，但是插入的是一个字符串。
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello ");
cout << s1 << endl;
s1.append("World");
cout << s1 << endl;
return 0;
} 结果为：
2.4.3 +=(operator+=)
本质上是一个符号重载，依旧类似于链表的尾插。
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello ");
cout << s1 << endl;
s1 += "World";
cout << s1 << endl;
return 0;
} 结果为：
注意：
在string尾部追加字符时，s.push_back(c) / s.append(1, c) / s += 'c'三种的实现方式差不多，一般情况下string类的+=操作用的比较多，+=操作不仅可以连接单个字符，还可以连接字符串。
2.4.4 c_str
在C语言中，字符串是以'\0'结尾的一些字符的集合。但在C++中，string类不以'\0'结尾，而是根据有效空间的大小结束。
这个函数的本质作用是：将 const string* 类型 转化为 const char* 类型
2.4.5 find() + npos
find有很多函数重载，我们只学一种就好了。
size_t find (const string &s,int pos=0);
s是需要查找的字符串，pos是从哪个位置查找 , 如果未查找到则返回npos（size_t 的最大值）。
如:
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("fghasdabc");
cout << s1.find('a') << endl;
string s2("abc");
cout << s1.find(s2) << endl;
cout << s1.find('e') << endl;
return 0;
} 代码结果为：
2.4.6 rfind()
同样,rfind()和find()只有一个往前找，一个像后找的区别：
size_t find (const string &s,int pos=npos);
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("fghasdabc");
cout << s1.rfind('a') << endl;
string s2("abc");
cout << s1.rfind(s2) << endl;
cout << s1.rfind('e') << endl;
return 0;
} 此时 第一个打印结果就会发生变化：
2.4.7 substr()
函数定义为: string substr(size_t pos=0,size_t len=npos) const;
作用为：在string的pos位置截取n个字符，然后返回
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
using namespace std;
int main()
{
string s1("Hello World");
cout << s1 << endl;
string s2(s1.substr(0, 5));
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
return 0;
} 结果为：
2.5 常用string类非成员函数
| 函数名字 （红色为重点） | 作用说明 |
| operator+ | 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低 |
| operator>> | 输入运算符重载 |
| operator<< | 输出运算符重载 |
| getline | 获取一行字符串 |
| relational operators | 字符串大小比较 |
2.5.1 operator+
这个大家根据 + 和 +=的特性 ，再结合类的知识点，自己推一下为什么效率低（绝对不是因为我懒！！！）。
2.5.2 >>和<<
重载输入输出。
2.5.3 getline
函数定义为：
istream& getline （istream & is，string& str);
注意：
cin输入会自动吃点前置换行和空格，即cin输入得到的不可能是空串。而getline不会吃掉换行符号和空格，可能会使得输入出现意料之外的错误。
比如说：
#include
#include//需要头文件
using namespace std;
int main()
{
string s1;//输入个Hello World 看看
cin >> s1;
cout < 代码结果为：
可见，cin遇见空格就结束了，可能会使得输入出现意料之外的错误。
正确的做法是使用getline（）；
//string类对象的访问及遍历操作函数
#include
#include//需要头文件
using namespace std;
int main()
{
//string s1;//输入个Hello World 看看
//cin >> s1;
//cout < 
2.5.4 relational operators（）
就是符号重载了关系运算符；
使得>=,<=等运算符可以用于字符串比较