在C++编程中，字符串操作是日常编程任务中非常重要的一部分。C++标准库提供了丰富的字符串处理工具，其中std::string类是最常用的字符串表示方式。本文将探讨C++中字符串的基本操作、性能优化以及高级用法，帮助读者更好地理解和使用字符串。
1. 基本操作
1.1 字符串的创建和初始化
在C++中，可以通过多种方式来创建和初始化std::string对象：
cpp复制代码
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#include <string> |
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#include <iostream> |
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int main() { |
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// 使用字面量初始化 |
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std::string str1 = "Hello, world!"; |
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// 使用构造函数 |
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std::string str2(10, 'x'); // 创建一个包含10个'x'的字符串 |
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// 使用其他字符串对象初始化 |
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std::string str3 = str1; |
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// 使用字符串的子串初始化 |
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std::string str4 = str1.substr(7, 5); // 提取从索引7开始，长度为5的子串 |
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// 输出字符串 |
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std::cout << str1 << std::endl; |
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std::cout << str2 << std::endl; |
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std::cout << str3 << std::endl; |
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std::cout << str4 << std::endl; |
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return 0; |
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} |
1.2 字符串的修改
C++中的std::string类提供了多种修改字符串的方法，如追加、插入、替换和删除等：
cpp复制代码
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#include <string> |
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#include <iostream> |
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int main() { |
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std::string str = "Hello"; |
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// 追加字符串 |
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str += " world!"; |
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// 插入字符串 |
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str.insert(str.length() - 1, " beautiful"); |
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// 替换字符串 |
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str.replace(str.find("beautiful"), 9, "fantastic"); |
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// 删除字符串 |
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str.erase(str.find("world"), 5); |
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std::cout << str << std::endl; // 输出 "Hello fantastic!" |
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return 0; |
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} |
2. 性能优化
字符串操作在C++中通常不是最高效的，因为字符串是不可变的（在C++11之前），每次修改操作都可能导致字符串的重新分配和复制。为了优化性能，可以采取以下措施：
2.1 使用预留空间
如果你知道将要添加的字符数量，可以使用reserve方法来预留足够的空间，避免频繁的重新分配和复制：
cpp复制代码
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std::string str; |
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str.reserve(100); // 预留100个字符的空间 |
2.2 使用append代替+=
在循环中拼接字符串时，使用append方法通常比使用+=更高效，因为它减少了重新分配和复制的次数：
cpp复制代码
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std::string str = "Hello"; |
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for (int i = 0; i < 5; ++i) { |
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str.append(" world!"); // 而不是 str += " world!"; |
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} |
2.3 使用字符串流
对于复杂的字符串构建操作，可以考虑使用std::ostringstream来避免频繁的字符串连接：
cpp复制代码
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#include <sstream> |
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#include <iostream> |
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int main() { |
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std::ostringstream oss; |
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oss << "The sum is: " << 1 + 2; |
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std::string result = oss.str(); // 提取字符串 |
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std::cout << result << std::endl; // 输出 "The sum is: 3" |
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return 0; |
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} |
3. 高级用法
3.1 查找和匹配
std::string类提供了多种查找和匹配字符串的方法，如find、rfind、find_first_of、find_last_of、find_first_not_of和find_last_not_of等。
3.2 字符串分割
虽然C++标准库没有直接提供字符串分割的函数，但可以通过结合find和substr方法来实现字符串的分割。另外，也可以考虑使用第三方库，如Boost的split函数。
3.3 字符串转换
C++标准库提供了多种字符串转换的方法，如to_string用于将数字转换为字符串，stoi、stol、stoll、`stof
