C++ — string函数的使用

以下是 C++ 中 std::string 常用成员函数 的系统整理和使用说明（基于 C++11/14/17/20/23 标准）。我会按功能分类整理，并附上典型用法和注意事项。

1. 构造与初始化

std::string s1;                    // 空字符串
std::string s2(10, 'a');           // "aaaaaaaaaa"
std::string s3("hello");           // 从 C 字符串构造
std::string s4("hello world", 5);  // 前5个字符 → "hello"
std::string s5(s3.begin(), s3.end()); // 从迭代器范围构造
std::string s6 = "literal";        // 推荐写法（最常用）
std::string s7{s3};                // 拷贝构造（C++11 uniform init）

2. 基本信息查询

s.empty()          // 是否为空
s.size()           // 当前字符数（size_t）
s.length()         // 与 size() 等价（历史遗留）
s.capacity()       // 当前分配的容量
s.max_size()       // 理论上能存储的最大字符数（极大值）

3. 访问字符

s[0]               // 下标访问（不检查越界）
s.at(0)            // 安全访问（越界抛 std::out_of_range）
s.front()          // 第一个字符（C++11）
s.back()           // 最后一个字符（C++11）

// 只读访问（返回 const char*）
s.c_str()          // 以 \0 结尾的 C 风格字符串
s.data()           // C++17 前等同 c_str()，C++17 后可能不带 \0

4. 修改内容（最常用操作）

函数	功能描述	示例
s += "text"	追加字符串	s += " world";
s += 'c'	追加单个字符	s += '!';
s.append("text")	追加（功能同 +=）	s.append("!!!");
s.push_back('c')	追加单个字符	s.push_back('?');
s.pop_back()	删除最后一个字符	s.pop_back();
s.insert(pos, str)	在 pos 位置插入字符串	s.insert(5, "beautiful ");
s.erase(pos, len)	从 pos 开始删除 len 个字符	s.erase(0, 6); // 删除前6个字符
s.replace(pos, len, str)	用 str 替换 [pos, pos+len) 区间	s.replace(7, 3, "C++");
s.clear()	清空字符串	s.clear();
s.resize(n)	调整大小（n < size 截断，n > size 补 ‘\0’）	s.resize(10);
s.reserve(n)	预分配容量（避免频繁重新分配）	s.reserve(1000);

5. 查找与比较

函数	功能	返回值	示例
s.find(str)	查找子串第一次出现位置	size_t（找到返回位置，未找到返回 npos）	s.find("world")
s.rfind(str)	从后向前查找	同上	s.rfind("l")
s.find_first_of(chars)	查找任一字符第一次出现	同上	s.find_first_of("aeiou")
s.find_last_of(chars)	查找任一字符最后一次出现	同上	s.find_last_of("aeiou")
s.find_first_not_of(chars)	查找第一个不在 chars 中的字符	同上	s.find_first_not_of(" \t\n")
s.compare(other)	字典序比较	<0 / 0 / >0	s.compare("hello")
s.starts_with(prefix)	是否以 prefix 开头（C++20）	bool	s.starts_with("http")
s.ends_with(suffix)	是否以 suffix 结尾（C++20）	bool	s.ends_with(".cpp")
s.contains(sub)	是否包含子串（C++23）	bool	s.contains("error")

6. 子串与分割

// 提取子串
std::string sub = s.substr(pos, len);      // 从 pos 开始取 len 个字符
std::string sub2 = s.substr(pos);          // 从 pos 到末尾

// 按分隔符分割（C++17 以前没有内置，需要自己写）
std::vector<std::string> split(const std::string& s, char delim) {
    std::vector<std::string> result;
    std::stringstream ss(s);
    std::string token;
    while (std::getline(ss, token, delim)) {
        result.push_back(token);
    }
    return result;
}

7. 常用操作示例合集

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string s = "Hello, C++ World!";

    // 修改
    s += " 2023";
    s.insert(7, "Beautiful ");
    s.replace(18, 4, "C++");
    s.erase(0, 6);

    std::cout << s << "\n";           // Beautiful C++ World! 2023

    // 查找
    size_t pos = s.find("C++");
    if (pos != std::string::npos) {
        std::cout << "Found 'C++' at position: " << pos << "\n";
    }

    // 比较
    if (s.starts_with("Beautiful")) {  // C++20
        std::cout << "Starts with 'Beautiful'\n";
    }

    // 清空
    s.clear();
    std::cout << "After clear, size = " << s.size() << "\n";

    return 0;
}

8. 常用技巧与注意事项

1. 性能优化：

• 预先 reserve() 容量，避免多次重新分配
• 大量拼接时优先使用 std::string::reserve() + +=
• 避免在循环中频繁构造临时字符串

1. C++20/23 新增便利函数：

• starts_with, ends_with, contains
• std::string::erase 重载（可直接删除子串）

1. 常见陷阱：

• s.c_str() 返回的指针在字符串被修改后会失效
• s += c 比 s.push_back(c) 略慢（但差距很小）
• substr(pos, len) 中的 len 超出剩余长度不会抛异常

1. 替代方案：

• 需要频繁修改中间部分 → 考虑 std::deque<char> 或 std::vector<char>
• 需要极致性能 → 可使用 std::string_view（C++17）

如果你有具体的字符串处理需求（比如分割、格式化、正则替换等），可以告诉我，我可以给出更针对性的代码示例！