C++ 中string的用法
1.6.1 string类概述
string 是 C++ 标准库（STL）提供的字符串处理类，封装了字符串的存储、修改、查找等功
能，相⽐传统的 char[] （C ⻛格字符串），具有⾃动内存管理、丰富的成员函数、类型安全等优
势，是⽇常开发中处理字符串的⾸选⼯具。
今天围绕 string 核⼼⽤法展开，结合代码⽰例解析关键功能，覆盖初始化、转换、输⼊输出、容量、控制、修改、查找、⽐较等场景。
1.6.2 string的初始化与赋值
string 提供多种初始化⽅式，赋值操作也⽀持不同类型的右值，灵活性⾼。
1.6.2.1 初始化⽅式（4 种核⼼场景）
void func(int a, int b = 20){...}
void func(int a){...}
void main()
{
// func(10); // 错误：编译器无法确定调用哪个（产生歧义）
}
字⾯量初始化
string
str1("hello");
⽤ C ⻛格字符串（const char*）初始化
拷⻉初始化（构 造）
string str2(str1); ⽤另⼀个 string 对象拷⻉创建（调⽤拷⻉构造函数）赋值初始化
string str3 = str1; 等价于拷⻉初始化，语法糖形式直接赋值字⾯量
string str4 = "world"; ⽤ C ⻛格字符串直接赋值初始化
1.6.2.2 赋值操作
初始化后可通过 = 重新赋值，⽀持两种赋值源：
注意：赋值会覆盖原字符串内容，且string会⾃动管理内存（⽆需⼿动释放旧内容）
1.6.3 string与char*的转换
C++中部分场景需要 char* 类型（如 printf 、C语⾔接⼝），string提供 c_str() 实现转换。
// string初始化
string str;
string str2 = "world"; // world
// 用另一个string对象赋值
str = str2; // world
// 用c风格字符串复制
str = "123123";
1.6.3.1 核⼼⽅法：c_str()
功能：返回⼀个指向string内部字符数组的 const char* 指针，该数组以 \0 结尾（兼容C⻛格字符串）
代码⽰例：
关键注意事项：
1. 返回值是 const char* ，禁⽌强制转换为 char* 后修改内容，否则会触发[未定义⾏ 为]（如内存错误）。
❌ 错误⽰例：
（破坏 string 内部结构）。
2. 指针有效期：仅在 string 对象未被修改（如 append / erase ）且未被销毁时有效。若 string 被修改，指针可能失效（内存重新分配）。
1.6.4 string的输⼊与输出
string⽀持C++标准IO流（ cin/cout ），但需要注意输⼊的分隔符特性。
#include <iostream>
#include <cstdio>
string str3("yueqian");
const char* ptr = str3.c_str();
printf("%s\n",ptr);
char* ptr = (char*)str.c_str(); ptr[0] = 'a';
1.6.4.1 输出：cout << string
直接通过 cout 输出，⽆需处理 \0 ，简洁直观：
1.6.4.2 输⼊：cin >> string于getline
① cin >> string：默认分隔符输⼊
规则：以（空格、制表符、换⾏符）为分隔符，仅读取第⼀个分隔符前的内容。
⽰例：
② getline(cin,string)：整⾏输⼊
场景：需要读取包含空格的整⾏字符串
⽰例：
注意：若 getline 前使⽤过 cin >> ， cin 会将换⾏符留在输⼊缓冲区，导致 getline 读取空串，需⽤ cin.ignore() 清除缓冲区。
string str("hello string");
cout << str << endl; // 输出：hello string
string str;
cin >> str; // 若输入：“hello world”, str仅存储 hello
cout << str << endl; // 输出：hello
string str;
cin.ignore(); // 若之前用了cin >> 需要清除缓冲区残留的换行符。类似于c语言中的
while(getchar() != '\n')
getline(cin, str); // 若输入：“hello world”, str存储 hello world
返回值
size() 返回字符串有效字符个数（不 含 '\0'）str.size()
length () 与 size() 完全等价（历史兼 容接⼝）
str.length()
capacity() 返回当前内存可容纳的最⼤字 符数（不扩容）
str.capacity()
max_size()返回理论最⼤可容纳字符数（系统 / 编译器限制）
str.max_size()
约 2^31-1（32位系统）
empty() 判断是否为空（size() == 0），返回 bool
str.empty()
false
clear( )
清空有效字符（size() 置0，不释放内存）
str.clear();
str.size()
1.6.5 string的容量与状态查询
string 提供多个成员函数查询和控制容量，核⼼包括 size() / length() 、 capacity() 、 max_
size() 、 empty() 、 clear() 。
1.6.5.1 核⼼容量函数对⽐
1.6.5.2 关键概念辨析【扩展】
Size vs capacity：
size ：实际使⽤的字符数（⽤⼾关⼼的 “⻓度”）。
capacity ：当前内存已分配的空间（避免频繁扩容），当 size 超过 capacity 时，
string 会⾃动扩容（通常扩容为原容量的 1.5 倍或 2 倍）。
clear () 不释放内存： clear() 仅将 size() 设为 0， capacity() 不变，若需释放内存，可结合 shrink_to_fit() （C++11+）：
1.6.6 string的修改操作
string 提供 erase() 、 replace() 、 swap() 等成员函数修改内容，覆盖删除、替换、交换场 景。
1.6.6.1 删除字符：erase(pos, count)
功能：从索引 pos （0开始）处，删除 count 个字符。
代码⽰例：
重载版本：还⽀持通过迭代器删除单个字符（如 str.erase(str.begin() + 2) 删除索引2的字符）
1.6.6.2 替换字符：replace(pos, count, new_str)
功能：从索引 pos 处，删除 count 个字符，再插⼊ new_str （ new_str ⻓度可与 count 不同）。
string str("123456");
str.clear(); // size=0, capacity=6
str.shrink_to_fit(); // capacity 变为 0（释放内存)
string str4("0123456789abcdef");
cout << str4 << endl;
cout << "size = " << str4.size() << ",capacity = " << str4.capacity() <<
endl; // size = 16,capacity = 16
str4.erase(4,8); // 从索引4开始连续删除8个字符
cout << str4 << endl;
cout << "size = " << str4.size() << ",capacity = " << str4.capacity() <<
endl; // size = 8,capacity = 16
1.6.6.3 交换字符串：swap(s1,s2)
功能：交换两个 string 对象的内容，效率极⾼（仅交换内部指针和容量，不拷⻉数据）。
代码⽰例：
1.6.7 string的查找与截取
string 提供 find() 、 find_last_of() 等查找函数，以及 substr() 截取⼦串，满⾜字符串检索需求。
1.6.7.1 查找函数：find() 与 find_last_of()
（1）find(sub_str, pos = 0)：正向查找
功能：从索引 pos （默认 0）开始，查找 sub_str （完整匹配）第⼀次出现的位置，返回索引；未找到返回 string::npos （静态常量，表⽰⽆效位置）。
// 替换
string str5("0123456789abcdef");
cout << "替换前：" << str5 << endl; // 替换前：0123456789abcdef
str5.replace(3,8,"HELLOWORLD"); // 替换后：012HELLOWORLDbcdef
cout << "替换后：" << str5 << endl;
string s1("郭德纲");
string s2("于谦");
cout << "交换前：" << s1 << "，" << s2 << endl;
swap(s1,s2); // 第1种写法
cout << "交换后：" << s1 << "，" << s2 << endl;
s1.swap(s2); // 第2种写法
cout << "交换后：" << s1 << "，" << s2 << endl;
（2）find_last_of(sub_str)：反向查找字符集
功能：查找 sub_str 中任意⼀个字符最后⼀次出现的位置（⾮完整匹配，⽽是字符集匹配）。
1.6.7.2 截取⼦串：substr(pos, count = string::npos)
功能：从索引 pos 开始，截取 count 个字符；若 count 未指定或超过剩余字符数，截取
到字符串末尾。
代码⽰例：
// 正向查找，返回第一次出现的位置
string s3("invaid conversion from 'const char*' to 'char*'");
// 1. 从头开始开始查找 from
cout << s3.find("from") << endl; // 找到返回第一次出现的索引，找不到返回-1
// 2. 从指定索引位置开始查找 from
cout << s3.find("from", 18) << endl;
// 3. 判断是否找到
if (s3.find("test") != string::npos)
{
cout << "找到 test" << endl;
}
else
{
cout << "未找到 test" << endl;
}
string str("from 123 from 456");
cout << str.find_last_of("from"); // 找 'f'/'r'/'o'/'m' 最后出现的位置，输
出 12（第二个 "from" 的 'm'）
注意：若 pos 超过 size() ，会抛出 out_of_range 异常，需确保 pos 合法。
1.6.8 string的连接与⽐较
字符串的连接和⽐较是⾼频操作，string⽀持运算符重载与成员函数两种⽅式。
1.6.8.1 字符串连接
① +运算符：创建新字符串
功能：连接两个字符串，返回新的string对象（原对象不变）
代码⽰例：
缺点：会创建临时对象，频繁连接时效率较低。
② append() 成员函数：原地追加
// 字符串截取
string s4 = "0123456789abcdef";
// 从索引10开始，截取5个字符
string sub = s4.substr(s4.find("a"),5);
cout << sub << endl; // 输出：abcde
// 从索引12开始，截取到末尾
string sub2 = s4.substr(12);
cout << sub2 << endl; // 输出：cdef
// + 字符串拼接
string ss1("西安");
string ss2("粤嵌科技");
string ss3 = ss1 + ss2;
string sa = "a", sb = "b", sc = "c";
cout << ss3 << " " << (ss1 + ss2) << endl; // 输出：西安粤嵌科技 西安粤嵌科技
cout << (sa + sb + sc) << endl;
功能：在当前字符串末尾追加内容，直接修改原对象（⽆临时对象，效率⾼）
代码⽰例：
1.6.8.2 字符串⽐较
① 运算符重载：直观简洁
⽀持 == 、 != 、 < 、 > 、 <= 、 >= ，按字典序（ASCII 码） ⽐较：
② compare()成员函数：灵活精细
功能：返回整数， 0 表⽰相等， 正数 表⽰当前字符串⼤， 负数 表⽰当前字符串⼩。
代码⽰例：
// append追加
string s11("0123456789abcdef");
string s12("1234");
cout << "追加前：" << s11 << "的大小是：" << s11.size() << "，" << s12 << "的
大小是：" << s12.size() << endl;
cout << "追加前容量：" << s11.capacity() << endl;
s11.append(s12);
cout << "追加后：" << s11 << "的大小是：" << s11.size() << "，" << s12 << "的
大小是：" << s12.size() << endl;
cout << "追加后容量：" << s11.capacity() << endl; // 容器超出后，采用二倍扩容
法
// 关系运算符比较
string s21("abc");
string s22("abc");
cout << (s21 == s22) << endl; // 0-不相等，1-相等
cout << (s21 < s22) << endl; // 0-不成立，1-成立
cout << (s21 >= "abd") << endl; // 0-不成立，1-成立
// compare()比较
string s31("abcdef");
string s32("abc123");
// 1. 完整比较
cout << s31.compare(s32) << endl; // 0-相等，大于0-大于，小于0-小于
// 2. 比较子串：s31的前3个字符 vs s32的前三个字符
cout << s31.compare(0,3,s32,0,3) << endl;