C++ string

一、std::string 概述

std::string 是C++标准库中用于表示和操作字符串的类，属于<string>头文件。它封装了动态字符数组，提供丰富的成员函数和操作符重载，支持高效的内存管理和字符串操作

二、构造函数（Constructors）

std::string 有多个构造函数重载，用于不同场景下的字符串初始化：

1. 默认构造函数

string str;  // 创建空字符串

2. 使用C风格字符串构造

const char* cstr = "Hello";
string str1(cstr);    // "Hello"
string str2("World"); // "World"

3. 使用部分字符构造

string str3("Hello World", 5); // 取前5个字符 -> "Hello"

4. 重复字符构造

string str4(5, 'a'); // "aaaaa"

5. 使用迭代器范围构造

std::vector<char> vec = {'a', 'b', 'c'};
string str5(vec.begin(), vec.end()); // "abc"

6. 拷贝构造函数

string str6(str5); // 拷贝str5的内容

三、成员函数详解

1. append()：追加内容

功能 ：在字符串末尾追加内容，返回*this。
重载形式：

string& append(const string& str);
string& append(const char* s);
string& append(const char* s, size_t n);  // 追加s的前n个字符
string& append(size_t n, char c);         // 追加n个字符c
string& append(InputIt first, InputIt last); // 迭代器范围

示例：

string s = "Hello";
s.append(" World");       // "Hello World"
s.append(3, '!');         // "Hello World!!!"
s.append(s.begin(), s.begin()+5); // 追加自身前5个字符 -> "Hello World!!!Hello"

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2. assign()：替换内容

功能 ：替换当前字符串内容，返回*this。
重载形式 与append()类似，但用于替换而非追加：

string& assign(const string& str);
string& assign(const char* s);
string& assign(const char* s, size_t n);//从指针s指向的位置复制前n个字符替换
string& assign(size_t n, char c);//将字符串替换为n个重复的字符c。

示例：

string s = "Hello";
s.assign(5, 'x'); // "xxxxx"

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3. replace()：替换子串

功能 ：替换字符串中指定位置的子串。
重载形式：

// 替换位置[pos, pos+len)的内容
string& replace(size_t pos, size_t len, const string& str);
string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s);
string& replace(size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n); // 使用s的前n个字符
string& replace(size_t pos, size_t len, size_t n, char c);

// 使用迭代器范围替换
string& replace(iterator first, iterator last, const string& str);

示例：

string s = "Hello World";
s.replace(6, 5, "Universe");   // "Hello Universe"
s.replace(s.begin(), s.begin()+5, "Hi"); // "Hi Universe"

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4. find()：查找子串

功能 ：返回子串首次出现的位置，未找到则返回string::npos。
重载形式：

size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const;
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;
size_t find(const char* s, size_t pos, size_t n) const; // 查找s的前n个字符
size_t find(char c, size_t pos = 0) const;

示例：

string s = "Hello World";
size_t pos = s.find("World"); // pos = 6
if (pos != string::npos) {
    cout << "Found at position " << pos << endl;
}

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5. substr()：获取子串

功能 ：返回从pos开始的len个字符的子串。

string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const;

示例：

string s = "Hello World";
string sub = s.substr(6, 5); // "World"

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6. compare()：比较字符串

功能 ：按字典序比较字符串，返回0（相等）、正数（大于）或负数（小于）。
重载形式：

int compare(const string& str) const;
int compare(size_t pos, size_t len, const string& str) const;
int compare(const char* s) const;
int compare(size_t pos, size_t len, const char* s, size_t n) const;

示例：

string s1 = "apple";
string s2 = "banana";
int result = s1.compare(s2); // result < 0，因为"apple" < "banana"

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7. insert()：插入内容

功能 ：在指定位置插入内容。
重载形式：

string& insert(size_t pos, const string& str);
string& insert(size_t pos, const char* s);
string& insert(size_t pos, const char* s, size_t n);
string& insert(size_t pos, size_t n, char c);

示例：

string s = "Hello";
s.insert(5, " World"); // "Hello World"

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8. erase()：删除字符

功能：删除指定位置的字符或子串。

string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos);
iterator erase(iterator position);
iterator erase(iterator first, iterator last);

示例：

string s = "Hello World";
s.erase(5, 6); // 删除从位置5开始的6个字符 -> "Helloworld"

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9. c_str() 和 data()

功能 ：返回指向内部字符数组的const char*指针。

const char* c_str() const noexcept;
const char* data() const noexcept;

示例：

string s = "Hello";
const char* p = s.c_str(); // 指向以'\0'结尾的C字符串

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10. 容量相关函数

• size()/ length()：返回字符数量。
• capacity()：返回当前分配的内存容量。
• reserve(size_t n)：预分配至少n个字符的内存。
• shrink_to_fit()：减少内存占用以适应实际大小。

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四、操作符重载

• operator=：赋值操作。
• operator+=：追加内容。
• operator[]：访问字符（不检查越界）。
• operator+：连接字符串（非成员函数）。

示例：

string s1 = "Hello";
string s2 = s1 + " World"; // "Hello World"
s1[0] = 'h'; // "hello"