C++ string 对象的操作(三十五)

1. string 对象的常见操作

下面的表格列出了 string 类型最常用的一些操作以及它们的功能：

操作	说明	示例
os << s	将字符串对象 s 写入输出流 os，返回 os。	std::cout << s;
is >> s	从输入流 is 中读取字符串赋给 s（以空白分隔），返回 is。	std::cin >> s;
getline(is, s)	从输入流 is 中读取一整行存入 s（读取到换行符为止，但不存储换行符），返回 is。	std::getline(std::cin, s);
s.empty()	如果字符串为空返回 true，否则返回 false。	if (s.empty()) { ... }
s.size()	返回字符串中字符的个数（即长度）。	auto len = s.size();
s[n]	返回 s 中第 n 个字符的引用（下标从 0 开始）。	char ch = s[0];
s1 + s2	返回 s1 和 s2 连接后的新字符串对象。	string s3 = s1 + s2;
s1 = s2	将 s2 的副本赋给 s1，覆盖 s1 原有内容。	s1 = s2;
s1 == s2, s1 != s2	判断两个字符串是否相等（比较时对大小写敏感）。	if (s1 == s2) { ... }
<, <=, >, >=	根据字典顺序比较两个字符串（同样区分大小写）。	if (s1 < s2) { ... }

说明：
对于 string 对象，输入操作符 (>>) 读取时会自动忽略开头的空白字符，并在遇到空白时结束读取，而 getline 则会读取一整行（遇到换行符就结束，并且不保存换行符）。

2. 读写 string 对象

与 int、double 等内置类型一样，我们可以使用 iostream 操作符对 string 对象进行读写操作。

2.1 使用 >> 和 <<

例如，下面的代码演示了如何读取一个单词并输出：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;int main() {string s; // 默认初始化为空字符串cin >> s; // 读取单词，遇到空白字符停止cout << s << endl; // 输出读取到的字符串return 0;
}

假设输入为 " Hello World! "，则 >> 操作符只会读取到 “Hello”，输出结果为：

Hello

如果需要连续读取多个单词，可以这样写：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;int main() {string s1, s2;cin >> s1 >> s2;  // 分别读取两个单词cout << s1 << s2 << endl;  // 输出 "HelloWorld!" (没有空格)return 0;
}

2.2 使用 getline 读取整行

有时我们希望能读取包含空白字符的整行内容，这时应使用 getline 函数。getline 函数的原型通常为：

std::getline(is, s);

下面是一个示例程序，它逐行读取输入并输出每一行：

#include <iostream>
#include <string>
using std::cin;
using std::cout;
using std::endl;
using std::string;int main() {string line;// 每次读取一整行，直到遇到文件结束标记while (std::getline(cin, line)) {cout << line << endl; // 输出整行（注意 line 中不包含换行符）}return 0;
}

如果输入为：

Hello World!
This is a test.

程序会输出：

Hello World!
This is a test.

2.3 判断空和求长度

• empty()
  string 对象的 empty() 成员函数返回一个布尔值，若字符串为空则返回 true。可以用来判断字符串是否为空。

• size()
  size() 返回字符串中字符的个数，其返回类型为 string::size_type，这通常是一个无符号类型，足以存放任何 string 对象的大小。建议使用 auto 或 decltype 推断变量类型：

string s = "Hello";
if (!s.empty()) {auto len = s.size(); // len 的类型为 string::size_typecout << "Length: " << len << endl;
}

注意： 在表达式中混用带符号与无符号数时要小心，可能会导致意想不到的结果。例如，如果将负数与 size() 的返回值进行比较，负数会被转换为很大的无符号数。

3. 字符串的赋值、连接与比较

3.1 赋值操作

string 类型支持赋值操作，可以用一个 string 对象的副本替换另一个对象的内容：

string st1("hello");
string st2("world");
st1 = st2;  // st1 现在的内容与 st2 相同，即 "world"

3.2 字符串连接

可以使用加号运算符 (+) 将两个 string 对象连接生成一个新的 string 对象：

string s1 = "hello,";
string s2 = "world!";
string s3 = s1 + s2;  // s3 的内容为 "hello,world!"

复合赋值运算符 (+=) 则用于将右侧 string 的内容追加到左侧对象的后面：

s1 += s2; // 等价于 s1 = s1 + s2;  s1 变为 "hello,world!"

3.3 与字面值的连接

由于 C++ 允许将字符字面值和字符串字面值转换为 string 对象，因此在需要 string 对象的地方可以直接使用字面值。但必须注意运算符 + 的两侧至少有一个操作数是 string 类型，否则就会出现编译错误：

string s1 = "hello";
string s4 = s1 + ",";           // 正确：s1 是 string，对 "," 进行转换后相加
// string s5 = "hello" + ",";   // 错误：两个字面值相加没有 string 对象参与// 正确写法：确保每个加法运算符至少有一个操作数是 string
string s6 = s1 + ("," + string("world"));

一种常见的写法是：

string s6 = (s1 + ",") + "world";

这样子表达式的左侧一定是 string 类型，从而避免字面值之间直接相加的问题。

3.4 字符串比较

string 类型支持关系运算符：

• 相等性比较： == 和 != 用于判断两个 string 对象是否包含完全相同的字符序列（对大小写敏感）。
• 关系比较： <、<=、>、>= 根据字典顺序逐字符比较两个字符串的大小。
  例如：

  string str = "Hello";
  string phrase = "Hello World";
  string slang = "Hiya";
  // 根据规则，"Hello" < "Hello World"（较短且前缀相同），而 "Hiya" 大于 "Hello" 及 "Hello World"
  

4. 总结

• 读写 string 对象：

  • 使用 >> 操作符可读取单词（以空白分隔），使用 getline 读取整行。
  • 输出时使用 << 操作符。

• 判断与获取长度：

  • empty() 判断是否为空。
  • size() 返回字符串长度，其类型为 string::size_type，建议使用 auto 推导。

• 赋值和连接：

  • 赋值运算符 (=) 用于复制字符串内容。
  • 加法运算符 (+) 用于字符串连接，注意混合字面值时至少有一侧是 string 对象。
  • 复合赋值运算符 (+=) 用于追加字符串。

• 比较操作：

  • 字符串比较运算符基于字典顺序且区分大小写。

理解和熟练使用这些操作不仅能提高你在字符串处理方面的编程效率，同时也能帮助你写出更健壮、更具可读性的 C++ 代码。

参考资料

• cppreference.com 关于 std::string 的详细文档
• 各大 C++ 编码规范（如 Google C++ Style Guide）中对字符串操作的建议

通过对标准库 string 对象各项操作的全面解析，希望你能对 C++ 中字符串的使用有一个清晰而深入的理解，并能在实际项目中灵活应用这些操作。