【string】--字符串之舞：C++ 中 std::string 的优雅与深邃

前言

在 C++ 中，std::string 类是一个非常重要且常用的标准库类，它是 C++

标准库中的一种封装了字符数组的容器，提供了便捷的字符串操作接口。无论是简单的字符串拼接，还是复杂的字符串查找、替换操作，std::string

都能帮我们高效地实现。本文将详细介绍 std::string 类的基础知识、常用操作方法以及背后的实现原理。

string

一、概述
- [1.1 创建和初始化](#1.1 创建和初始化)
- [1.2 常见函数](#1.2 常见函数)
- [1.3 性能方面](#1.3 性能方面)

一、概述

std::string 类是 C++ 标准库中定义的一个类，它位于 std 命名空间中，用于处理动态大小的字符序列。与传统的 C字符串不同，std::string 不需要手动管理内存，且它支持丰富的操作方法，极大地简化了字符串的处理。
一个典型的 std::string 对象是可以动态扩展的，内存管理由 C++ 的标准库自动处理，因此比传统的 C 风格字符数组（char[]）更加安全、灵活和高效。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str = "Hello, C++!";  // 创建一个字符串对象
    std::cout << str << std::endl;     // 输出字符串
    return 0;
}

1.1 创建和初始化

直接赋值

cpp 复制代码

std::string str1 = "Hello"; // 使用字符串字面量
std::string str2("World");  // 使用构造函数

字符数组

cpp 复制代码

char arr[] = "Hello";
std::string str(arr);  // 将字符数组转换为字符串

使用std::string构造函数

cpp 复制代码

std::string str(10, 'a'); // 创建一个包含10个字符'a'的字符串

1.2 常见函数

size() 和 length()：

cpp 复制代码

std::string str = "Hello";
std::cout << "Length: " << str.size() << std::endl;  // 或者 str.length()

capacity()：
capacity()返回字符串当前分配的内存容量（字节数），即字符串可以存储的最大字符数，而不需要重新分配内存。

cpp 复制代码

std::cout << "Capacity: " << str.capacity() << std::endl;

resize()：
resize()函数可以改变字符串的大小。如果新大小比当前小，字符串会被截断；如果新大小比当前大，则会用指定的字符填充新增部分。

cpp 复制代码

str.resize(8, 'x'); // 字符串长度变为8，新增的字符为'x'
std::cout << str << std::endl;  // 输出"Helloxxx"

find()：
find()用于查找子字符串的位置，返回子字符串第一次出现的索引。如果未找到，返回std::string::npos。

cpp 复制代码

std::string str = "Hello, World!";
std::size_t pos = str.find("World");
if (pos != std::string::npos) {
    std::cout << "Found 'World' at position: " << pos << std::endl;
}

rfind()：
rfind()从字符串的末尾开始查找子字符串，返回最后一次出现的位置。

cpp 复制代码

std::size_t pos = str.rfind("l");
std::cout << "Last 'l' found at: " << pos << std::endl;

substr()：
substr()函数用于提取子字符串。它接受两个参数：起始位置和长度。

cpp 复制代码

std::string str = "Hello, World!";
std::string sub = str.substr(7, 5);  // 从位置7开始，提取5个字符
std::cout << sub << std::endl;  // 输出"World"

compare()：

compare()用于比较两个字符串。它返回一个整数值：

0：字符串相等

小于0：当前字符串小于目标字符串

大于0：当前字符串大于目标字符串

cpp 复制代码

std::string str1 = "Hello";
std::string str2 = "World";
if (str1.compare(str2) == 0) {
    std::cout << "Strings are equal." << std::endl;
} else {
    std::cout << "Strings are not equal." << std::endl;
}

1.3 性能方面

内存管理：std::string会动态分配内存，且在字符串增长时可能会重新分配。为了避免不必要的内存分配，可以使用reserve()函数来提前分配内存。
拷贝和赋值：std::string在赋值和拷贝时使用浅拷贝机制（通过引用计数实现），因此它通常比C风格的字符数组更高效。