《Hello C++》4.2 string 类

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在前面学习数组时，我们已经知道了如何存放一组相同类型的数据。现在我们再往前走一步，认识 C++ 中非常常用的一种字符串类型：std::string^[1]。

在前面的程序中，我们其实已经使用过 cin 和 cout 这样的标准库对象，只是当时还没有集中讨论“类、类型和对象”的关系。这一次，咱们会把 std::string 当作本节的主角，正式认识一种标准库类类型，并学习怎样创建和使用这种类型的对象。

std::string 专门用于表示和操作字符串。与 C 风格字符串相比，它能自行管理保存字符所需的存储空间，并提供赋值、拼接、查询长度等操作。使用者通常不需要亲自维护末尾的空字符 '\0'，因此日常字符串处理会方便许多。

4.2.1 `string` 类简介

字符串就是一串字符的组合，比如名字、句子、路径、提示信息等，都是字符串。C++ 标准库提供了 std::string 类型来表示这类数据。

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string name = "Hello";
    cout << name << endl;

    return 0;
}

其中最关键的一条语句是 string name = "Hello";。它定义并初始化了一个名为 name 的变量，string 表示变量的类型，name 是变量名，"Hello" 是它的初始内容。由于 string 是类类型，因此 name 同时也是一个 string 对象。这里发生的是初始化，而不是先创建对象再进行赋值。

这里需要把几个容易混淆的词分开：

类：用于规定一类对象可以保存什么数据、提供什么操作；
类类型：由类所定义的类型；std::string 是标准库提供的一个类类型名称；
对象：某个类型在程序中的具体实体；这里的 name 是一个 string 对象；
变量：由声明引入名称的对象或引用；这里的 name 是一个有名称的对象，因此同时也是一个变量。

因此，不能说“string 是一个类的对象”。在这段代码里，string 表示类型，name 才是该类型的对象。对象和变量也不是互相排斥的称呼：从类型与对象的关系看，name 是对象；从代码通过名称使用它这一点看，name 是变量。

这是本书第一次把一个标准库类类型作为主要内容来学习，但并不是第一次使用对象：前面出现的 cin 和 cout 也是对象。

你现在先记住：std::string 表示一种类类型，name 是这种类型的一个对象，也是一个变量。第 7 章会进一步讲解类怎样定义类型，以及对象怎样根据类型创建出来。

4.2.2 字符串初始化

string 的初始化方式很灵活，常见写法有下面几种。

string a;
string b = "Hello";
string c("World");
string d{"C++"};

第一种是不带初值，表示先创建一个空字符串。第二种和第三种都很常见，第四种则是 C++11 之后更现代的写法。

如果你想创建一个空字符串，也可以直接这样写：

1	string empty = "";

初始化后，你就可以对字符串进行赋值、拼接、附加和输出等操作了。

4.2.3 字符串赋值

string 的赋值非常直接，和普通变量很像。

1 2	string name; name = "Alice";

这表示先声明一个字符串变量，再把 "Alice" 赋给它。你也可以把一个 string 赋给另一个 string。

1
2
3

string a = "Hello";
string b;
b = a;

这时，b 的内容就变成了 "Hello"。

4.2.4 字符串拼接和附加

字符串最常见的用途之一，就是把几个片段拼起来。

1
2
3

string first_str = "Hello";
string second_str = " C++";
string full_str = first_str + second_str;

这里 + 表示拼接，最终 full_str 的内容就是 "Hello C++"。

如果你想在原有字符串后面继续加内容，可以使用 +=，也就是附加。

1 2	string text = "Hello"; text += " world";

这时 text 的内容会变成 "Hello world"。+= 的好处是很直观，意思就是“在原来的基础上继续加”。

你还可以连续拼接多个字符串：

1	string result = "Hello" + string(" ") + "C++";

4.2.5 `string` 类的其他操作

string 类除了能初始化、赋值和拼接之外，还有一些非常实用的操作。

例如，查看长度：

1
2
3

string s = "Hello";
cout << s.size() << endl;
cout << s.length() << endl;

size() 和 length() 这两个成员函数通常都能返回字符串长度，很多时候可以互换使用。

你还可以访问某个位置上的字符：

1	char ch = s[1];

这表示取出字符串中的第二个字符。和数组类似，字符串下标也是从 0 开始的。

如果你想判断字符串是否为空，也可以这样写：

if (s.empty())
{
    cout << "empty" << endl;
}

这些操作让 string 变得非常实用，因为它不像 C 风格字符串那样需要你自己去处理很多细节。

4.2.6 `string` 类 I/O

string 的输入和输出也很方便。

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

int main()
{
    string name;
    cin >> name;
    cout << name << endl;

    return 0;
}

这里的 cin >> name 会读取一个单词，也就是说它会在遇到空格时停止。

如果你想读取包含空格的一整行文本，可以使用 getline()：

1 2	string line; getline(cin, line);

getline() 会把一整行内容都读进来，包括空格，直到遇到换行符为止。这一点在读取姓名、句子、地址等内容时特别有用。

4.2.7 其他形式的字符串字面值

前面我们经常看到 "Hello" 这种写法，它叫做字符串字面值^[2]。在 C++ 中，字符串字面值还有一些其他形式。

比如原始字符串字面值^[3]：

1	cout << R"(C:\Users\Hello\Desktop)" << endl;

这种写法可以减少转义符号的烦恼。对于路径、正则表达式、带很多反斜杠的文本，它尤其方便。

还有宽字符串字面值^[4]：

1	wchar_t ws[] = L"Hello";

这类写法通常用于更宽字符集的处理。初学阶段你先知道它们存在就可以，后面如果真的遇到，再按需要深入学习。

4.2.8 小结

string 类让字符串处理变得比 C 风格字符串更自然，也更安全。你可以轻松地初始化、赋值、拼接、附加、读取和输出字符串，还可以用 size()、empty() 之类的成员函数来管理它。

更重要的是，这一小节是你第一次比较正式地接触“类”的概念。你现在先不用急着把类想得太复杂，只要记住：string 是标准库提供的一个类，而你使用的 string 变量，就是这个类创建出来的对象。后面我们会专门花一章，把“类是什么、对象是什么、它们为什么这么重要”讲清楚。

string 类，属于 C++ 标准库，用于表示和操作字符串。 ↩︎
字符串字面值，是直接写在代码中的字符串常量。 ↩︎
原始字符串字面值（raw string literal），使用 R"(...)" 形式。 ↩︎
宽字符串字面值，用于更宽字符集的字符串表示。 ↩︎

4.2.1 string 类简介