C++中的字符串_牛客博客

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1.Cpp中的字符串

C++提供了以下两种类型的字符串表示形式：
- C风格字符串
- C++引入的string类类型

1.1 C风格字符串

C风格的字符串起源于C语言，并在C++中继续得到支持。字符串实际上是使用null字符'\0'终止的一维字符数组。因此，一个以null结尾的字符串，包含了组成字符串的字符。
下面的声明和初始化创建了一个"Hello"字符串。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词"Hello"的字符数多一个。
```
char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
```
依据数组初始化规则，可以把上面的语句写成以下语句：
```
char greeting[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
```
以下是C/C++中定义的字符串的内存表示：

字符串的在内存中的表示.png

其实，不需要把null字符放在字符串常量的末尾。C++编译器会在初始化数组时，自动把'\0'放在字符串的末尾，如下面的例子:

#include "iostream"

    using namespace std;

    int main(){
        char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};
        cout << "greeting: " << greeting << endl;
        return 0;
    }

C++中有大量的函数用来操作以null结尾的字符串，见下表：

常见字符串函数.png

// 字符串中的常见函数:
    char str1[11] = "hello";
    char str2[11] = "world";
    char str3[11];
    int len, result;
    // 复制str1到str3
    strcpy(str3, str1);
    cout << "strcpy(str1, str3):" << str3 << endl;
    // 连接str1和str2
    strcat(str1, str2);
    cout << "strcat(str1, str2):" << str1 << endl;
    // 连接后，str1的总长度
    len = strlen(str1);
    cout << "strlen(str1):" << len << endl;
    // str1与str2比较
    result = strcmp(str1, str2);
    cout << "strcmp(str1, str2):" << result << endl;

1.2 C++中的字符串

C++标准库提供了string类类型，支持上述所有的操作，另外还增加了其他更多的功能，见下面的实例:

#include "string"
    // Cpp中的字符串
    string s1 = "abandon";
    string s2 = "banana";
    string s3;
    // 复制s1到s3
    s3 = s1;
    cout << "s3:" << s3 << endl;
    // 连接s1和s2
    s3 = s1 + s2;
    cout << "s1 + s2:" << s3 << endl;
    // 连接后的s3总长度
    int len1, result1;
    len1 = s3.size();
    cout << "s3.size():" << len1 << endl;
    // 比较s1和s2
    result1 = s1 > s2;
    cout << "s1 > s2:" << result1 << endl;

2.字符串中的细节知识

string类提供了一系列针对字符串的操作，比如：

append() -- 在字符串的末尾添加字符
find() -- 在字符串中查找字符串
insert() -- 插入字符
length() -- 返回字符串的长度
replace() -- 替换字符串
substr() -- 返回某个子字符串

// 4 string类中的其他函数
    string name = "Curry";
    cout << "The length of string is:" << name.length() << endl;
    // 拼接
    name.append("Coder");
    cout << "name:" << name << endl;
    // 删除
    int pos;
    pos = name.find("Coder");  // 查找Coder在字符串中的位置
    cout << "pos = " << pos << endl;
    name.replace(pos, 4, "");  // 从位置pos开始,后面的连续4个字符都将被替换为空格
    cout << "name = " << name << endl;
    // 找子串
    int first = name.find_first_of("r");  // 从头找到字符r的位置
    int last = name.find_last_of("r");   // 从尾部找字符的位置
    cout << name.substr(first + 1, last - first -1) << endl; // 提取两个r之间的字符子串

C++中输入的方式很多，下面介绍与C语言中getchar()类似的函数cin.getline()函数,cin.getline()是在输入一段字符完成后开始读取数据（注意，是输入完成后，以Enter为结束标志）

// 5 cin.getline()函数
    char X[N];
    cin.getline(X,N);
    int a = 0, b = 0;
    for (int i=0; i < N;i++){
        if (X[i] == '#')  // #是结尾标志
            break;
        if (X[i] >= '0' && X[i] <= '9')  // 统计数字个数
            a++;
        if ((X[i] >= 'a' && X[i] <= 'z') || (X[i] >= 'A' && X[i] <= 'Z')) // 统计字母个数
            b++;
    }
    cout << "a = " << a << " b = " << b << endl;

字符串与vector
- 字符串常量与标准库string不是同一种类型
```
string s("hello");
    cout << "s.size() = " << s.size() << endl;  // 正确
    // cout << "hello".size() << endl;  错误
    cout << s + "world" << endl;  // 正确
    // cout << "hello" + "world" << endl;  错误
```
- strlen、sizeof与size()求字符串长度的区别:
```
cout << strlen("123") << endl;   //返回 3
    cout << sizeof("123") << endl;   //返回 4
    string s = "123";
    cout << s.size() << endl;        //返回 3
```
- sizeof和strlen区分:
  - sizeof操作符的结果类型是size_t，它在头文件中typedef为unsigned int类型。该类型保证能容纳实现所建立的最大对象的字节大小。
  - sizeof是运算符，strlen是函数
  - sizeof可以用类型做参数,如sizeof(int)，strlen只能用char*做参数，且必须是以'\0'结尾的。sizeof还可以用函数做参数，如short f(); cout << sizeof(f());
  - 数组做sizeof的参数不退化，传递给strlen就退化为指针了
  - 大部分编译程序在编译的时候就把sizeof计算过了，是类型或是变量的长度，这就是 sizeof(x)可以用来定义数组维数的原因。
```
char str[20] = "0123456789";
    int a = strlen(str);  10
    int b = sizeof(str);  20
```
  - strlen的结果要在运行的时候才能计算出来，是用来计算字符串的长度，不是类型占内存的大小
  - sizeof后如果是类型必须加括弧，如果是变量名可以不加括弧。这是因为sizeof是个操作符不是个函数
  - 当适用一个结构类型或变量时，sizeof返回实际的大小；当适用一静态地空间数组，sizeof 返回全部数组的尺寸；sizeof操作符不能返回动态地被分派了的数组或外部的数组的尺寸。
- 字符数组可以用数组名来输出数组内容，而普通数组不行
  - 原因:因为char型数组中的每一个元素都是1个字节，所以每一个字符之间的地址都是+1的，是连续的。所以当cou 输出时读到字符数组中的 '\0'便停止输出; 而int数组每个元素占4个字节，所以数组中每个元素地址的间隔是4，但其实它也是连续的，出现乱码是因没找到结束符。
```
int aa[10] = {1, 2, 3, 4, 6, 7};
    char bb[6] = {'h', 'a', 'a', 'p', 'y', '\0'};
    char cc[] = "happy";
    cout << aa << endl;
    cout << bb << endl;
    cout << cc << endl;
```
char数组的几种表示方法
- C风格
```
char greeting[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
    char greeting[] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};
```
- C++风格
  - string类
  - char*:指向字符串的指针，指向字符串的首个字母
  - const char*(常量指针)：指向的是一个const char类型，不能通过当前的指针对字符串的内容作修改
  - char * const(指针常量)：指针是一个常量，不能修改指针
  - char []：与char*有很多的相同点，代表字符数组，可以对应一个字符串；如char * a = "string1"; char b[] = "string2"; a是一个指向char类型的字符串的指针；b是一个字符数组
  - char *与char[]的不同：a是变量，指向可以改变；b是常量，是该字符数组的首地址，其值不能改变

3.注意的地方1

#include <iostream>
    
    using namespace std;
    
    
    int main(){
        // str1与str2是两个字符串数组，我们会为它们分配长度为12字节的空间，因为是两个初始地址不同的数组，故str1!=str2
        char str1[] = "hello world";
        char str2[] = "hello world";
        if(str1 == str2)
            cout << "str1与str2相同\n";
        else
            cout << "str1与str2不同\n";
        
        // str3 与 str4是两个指针，无须为它们分配内存来存储字符串的内容，只需要把它们指向"hello world"在内存中的地址就可以了。
        // 由于"hello world"是字符串常量，它在内存中只有一个拷贝，因此str3与str4指向同一个地址
        char *str3 = "hello world";
        char *str4 = "hello world";
        if(str3 == str4)
            cout << "str3与str4相同\n";
        else    
            cout << "str3与str4不同\n";
        return 0;
    }

4.注意的地方2

#include <iostream>
#include <cstring>

using namespace std;

// 数组中注意的点

int GetSize(char *data){
    return sizeof(data);
}

int GetSize1(char data[]){
    return sizeof(data);
}

int GetSize2(int* data){
    return sizeof(data);
}

int GetSize3(int data[]){
    return sizeof(data);
}

int main(){
    char* ch1 = "abcdefghijk";
    int size11 = sizeof(ch1);
    char* ch11 = ch1;
    int size12 = sizeof(ch11);
    int size13 = GetSize(ch1);
    int size14 = GetSize1(ch1);
/*---------------------------------------------------------------*/
    char ch2[] = "abcdefghijk";
    int size21 = sizeof(ch2);
    char* ch21 = ch2;
    int size22 = sizeof(ch21);
    int size23 = GetSize(ch2);
    int size24 = GetSize1(ch2);
/*---------------------------------------------------------------*/
    int data[] = {1, 2, 3, 4, 5};
    int size31 = sizeof(data);
    int* data11 = data;
    int size32 = sizeof(data11);
    int size33 = GetSize2(data);
    int size34 = GetSize3(data); 
/*---------------------------------------------------------------*/
    cout << "size11 = " << size11 << endl;
    cout << "size12 = " << size12 << endl;
    cout << "size13 = " << size13 << endl;
    cout << "size14 = " << size14 << endl;
/*---------------------------------------------------------------*/
    cout << "size21 = " << size21 << endl;
    cout << "size22 = " << size22 << endl;
    cout << "size23 = " << size23 << endl;
    cout << "size24 = " << size24 << endl;
/*---------------------------------------------------------------*/
    cout << "size31 = " << size31 << endl;
    cout << "size32 = " << size32 << endl;
    cout << "size33 = " << size33 << endl;
    cout << "size34 = " << size34 << endl;
    return 0;
}