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C++ string類（C++字串）完全攻略

2020-07-16 10:04:25
string 類是 STL 中 basic_string 模板範例化得到的模板類。其定義如下：

typedef basic_string <char> string;

basic_string 此處可以不必深究。

string 類的成員函數有很多，同一個名字的函數也常會有五六個過載的版本。篇幅所限，不能將這些原型一一列出並加以解釋。這裡僅對常用成員函數按功能進行分類，並直接給出應用的例子，通過例子，讀者可以基本掌握這些成員函數的用法。

要想更深入地了解 string 類，還要閱讀 C++ 的參考手冊或編譯器自帶的聯機資料。對於前面介紹過的字串處理的內容，這裡不再重複說明。

1. 建構函式

string 類有多個建構函式，用法範例如下： 
string s1();  // si = ""
string s2("Hello");  // s2 = "Hello"
string s3(4, 'K');  // s3 = "KKKK"
string s4("12345", 1, 3);  //s4 = "234"，即 "12345" 的從下標 1 開始，長度為 3 的子串
為稱呼方便，本教學後文將從字串下標 n 開始、長度為 m 的字串稱為“子串(n, m)”。

string 類沒有接收一個整型引數或一個字元型引數的建構函式。下面的兩種寫法是錯誤的： 
string s1('K');
string s2(123);

2. 對 string 物件賦值

可以用 char* 型別的變數、常數，以及 char 型別的變數、常數對 string 物件進行賦值。例如： 
string s1;
s1 = "Hello";  // s1 = "Hello"
s2 = 'K';  // s2 = "K”
string 類還有 assign 成員函數，可以用來對 string 物件賦值。assign 成員函數返回物件自身的參照。例如： 
string s1("12345"), s2;
s3.assign(s1);  // s3 = s1
s2.assign(s1, 1, 2);  // s2 = "23"，即 s1 的子串(1, 2)
s2.assign(4, 'K');  // s2 = "KKKK"
s2.assign("abcde", 2, 3);  // s2 = "cde"，即 "abcde" 的子串(2, 3)

3. 求字串的長度

length 成員函數返回字串的長度。size 成員函數可以實現同樣的功能。

4. string物件中字串的連線

除了可以使用+和+=運算子對 string 物件執行字串的連線操作外，string 類還有 append 成員函數，可以用來向字串後面新增內容。append 成員函數返回物件自身的參照。例如： 
string s1("123"), s2("abc");
s1.append(s2);  // s1 = "123abc"
s1.append(s2, 1, 2);  // s1 = "123abcbc"
s1.append(3, 'K');  // s1 = "123abcbcKKK"
s1.append("ABCDE", 2, 3);  // s1 = "123abcbcKKKCDE"，新增 "ABCDE" 的子串(2, 3)

5. string物件的比較

除了可以用 <、<=、==、!=、>=、> 運算子比較 string 物件外，string 類還有 compare 成員函數，可用於比較字串。compare 成員函數有以下返回值：
  • 小於 0 表示當前的字串小；
  • 等於 0 表示兩個字串相等；
  • 大於 0 表示另一個字串小。

例如： 
string s1("hello"), s2("hello, world");
int n = s1.compare(s2);
n = s1.compare(1, 2, s2, 0, 3);  //比較s1的子串 (1,2) 和s2的子串 (0,3)
n = s1.compare(0, 2, s2);  // 比較s1的子串 (0,2) 和 s2
n = s1.compare("Hello");
n = s1.compare(1, 2, "Hello");  //比較 s1 的子串(1,2)和"Hello”
n = s1.compare(1, 2, "Hello", 1, 2);  //比較 s1 的子串(1,2)和 "Hello" 的子串(1,2)

6. 求 string 物件的子串

substr 成員函數可以用於求子串 (n, m)，原型如下：

string substr(int n = 0, int m = string::npos) const;

呼叫時，如果省略 m 或 m 超過了字串的長度，則求出來的子串就是從下標 n 開始一直到字串結束的部分。例如： 
string s1 = "this is ok";
string s2 = s1.substr(2, 4);  // s2 = "is i"
s2 = s1.substr(2);  // s2 = "is is ok"

7. 交換兩個string物件的內容

swap 成員函數可以交換兩個 string 物件的內容。例如： 
string s1("West”), s2("East");
s1.swap(s2);  // s1 = "East"，s2 = "West"

8. 查詢子串和字元

string 類有一些查詢子串和字元的成員函數，它們的返回值都是子串或字元在 string 物件字串中的位置（即下標）。如果查不到，則返回 string::npos。string: :npos 是在 string 類中定義的一個靜態常數。這些函數如下：
  • find：從前往後查詢子串或字元出現的位置。
  • rfind：從後往前查詢子串或字元出現的位置。
  • find_first_of：從前往後查詢何處出現另一個字串中包含的字元。例如：
  • s1.find_first_of("abc");  //查詢s1中第一次出現"abc"中任一字元的位置
  • find_last_of：從後往前查詢何處出現另一個字串中包含的字元。
  • find_first_not_of：從前往後查詢何處出現另一個字串中沒有包含的字元。
  • find_last_not_of：從後往前查詢何處出現另一個字串中沒有包含的字元。

下面是 string 類的查詢成員函數的範例程式。 
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string s1("Source Code");
    int n;
    if ((n = s1.find('u')) != string::npos) //查詢 u 出現的位置
        cout << "1) " << n << "," << s1.substr(n) << endl;
    //輸出 l)2,urce Code
    if ((n = s1.find("Source", 3)) == string::npos)
        //從下標3開始查詢"Source"，找不到
        cout << "2) " << "Not Found" << endl;  //輸出 2) Not Found
    if ((n = s1.find("Co")) != string::npos)
        //查詢子串"Co"。能找到，返回"Co"的位置
        cout << "3) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;
    //輸出 3) 7, Code
    if ((n = s1.find_first_of("ceo")) != string::npos)
        //查詢第一次出現或 'c'、'e'或'o'的位置
        cout << "4) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;
    //輸出 4) l, ource Code
    if ((n = s1.find_last_of('e')) != string::npos)
        //查詢最後一個 'e' 的位置
        cout << "5) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;  //輸出 5) 10, e
    if ((n = s1.find_first_not_of("eou", 1)) != string::npos)
        //從下標1開始查詢第一次出現非 'e'、'o' 或 'u' 字元的位置
        cout << "6) " << n << ", " << s1.substr(n) << endl;
    //輸出 6) 3, rce Code
    return 0;
}

9. 替換子串

replace 成員函數可以對 string 物件中的子串進行替換，返回值為物件自身的參照。例如： 
string s1("Real Steel");
s1.replace(1, 3, "123456", 2, 4);  //用 "123456" 的子串(2,4) 替換 s1 的子串(1,3)
cout << s1 << endl;  //輸出 R3456 Steel
string s2("Harry Potter");
s2.replace(2, 3, 5, '0');  //用 5 個 '0' 替換子串(2,3)
cout << s2 << endl;  //輸出 HaOOOOO Potter
int n = s2.find("OOOOO");  //查詢子串 "00000" 的位置，n=2
s2.replace(n, 5, "XXX");  //將子串(n,5)替換為"XXX"
cout << s2 < < endl;  //輸出 HaXXX Potter

10. 刪除子串

erase 成員函數可以刪除 string 物件中的子串，返回值為物件自身的參照。例如： 
string s1("Real Steel");
s1.erase(1, 3);  //刪除子串(1, 3)，此後 s1 = "R Steel"
s1.erase(5);  //刪除下標5及其後面的所有字元，此後 s1 = "R Ste"

11. 插入字串

insert 成員函數可以在 string 物件中插入另一個字串，返回值為物件自身的參照。例如： 
string s1("Limitless"), s2("00");
s1.insert(2, "123");  //在下標 2 處插入字串"123"，s1 = "Li123mitless"
s1.insert(3, s2);  //在下標 2 處插入 s2 , s1 = "Li10023mitless"
s1.insert(3, 5, 'X');  //在下標 3 處插入 5 個 'X'，s1 = "Li1XXXXX0023mitless"

12. 將 string 物件作為流處理

使用流物件 istringstream 和 ostringstream，可以將 string 物件當作一個流進行輸入輸出。使用這兩個類需要包含標頭檔案 sstream。

範例程式如下： 
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string src("Avatar 123 5.2 Titanic K");
    istringstream istrStream(src); //建立src到istrStream的聯絡
    string s1, s2;
    int n;  double d;  char c;
    istrStream >> s1 >> n >> d >> s2 >> c; //把src的內容當做輸入流進行讀取
    ostringstream ostrStream;
    ostrStream << s1 << endl << s2 << endl << n << endl << d << endl << c <<endl;
    cout << ostrStream.str();
    return 0;
}

程式的輸出結果是：
Avatar
Titanic
123
5.2
K

第 11 行，從輸入流 istrStream 進行讀取，過程和從 cin 讀取一樣，只不過輸入的來源由鍵盤變成了 string 物件 src。因此，"Avatar" 被讀取到 s1，123 被讀取到 n，5.2 被讀取到 d，"Titanic" 被讀取到s2，'K' 被讀取到 c。

第 12 行，將變數的值輸出到流 ostrStream。輸出結果不會出現在螢幕上，而是被儲存在 ostrStream 物件管理的某處。用 ostringstream 類的 str 成員函數能將輸出到 ostringstream 物件中的內容提取出來。

13. 用 STL 演算法操作 string 物件

string 物件也可以看作一個順序容器，它支援隨機存取疊代器，也有 begin 和 end 等成員函數。STL 中的許多演算法也適用於 string 物件。下面是用 STL 演算法操作 string 物件的程式範例。 
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
    string s("afgcbed");
    string::iterator p = find(s.begin(), s.end(), 'c');
    if (p!= s.end())
        cout << p - s.begin() << endl;  //輸出 3
    sort(s.begin(), s.end());
    cout << s << endl;  //輸出 abcdefg
    next_permutation(s.begin(), s.end());
    cout << s << endl; //輸出 abcdegf
    return 0;
}