- C++
string的常用函数与方法
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Tlinhaomin
LV 8
@
2025-8-26 20:25:13
std::string 常用函数及返回值详解
1. 构造与初始化
构造函数无显式“返回值”（本质是创建 std::string 对象），此处补充各构造方式的 对象状态说明：
| 初始化方式 | 返回/对象状态（创建的 string 对象） | 关键说明 |
|---|---|---|
string s1; |
空字符串（size() == 0，empty() == true） |
默认构造，内部无有效字符 |
string s2("hello"); |
内容为 "hello" 的字符串（size() == 5） |
从 C 风格字符串（const char*）拷贝构造 |
string s3(5, 'a'); |
内容为 "aaaaa" 的字符串（size() == 5） |
用 n 个相同字符构造，n 需非负 |
string s4(s2); |
与 s2 内容完全相同的字符串 |
拷贝构造，新对象与原对象独立（深拷贝） |
string s5 = "world"; |
内容为 "world" 的字符串（size() == 5） |
赋值初始化，等价于 string s5("world") |
string s6(s2, 1, 3); |
从 s2[1] 开始，长度为 3 的子串（"ell"） |
若 pos 超出 s2.size()，抛出 out_of_range 异常；若 n 超出剩余字符，取到字符串末尾 |
2. 基本属性与访问
| 函数 | 函数原型 | 返回值类型 | 功能与返回值说明 |
|---|---|---|---|
size() |
size_t size() const; |
size_t |
返回字符串的 有效字符数（不含末尾隐藏的 \0），与 length() 功能完全一致 |
length() |
size_t length() const; |
同 size()，历史接口（早期为匹配 C 风格字符串 strlen() 命名） |
|
empty() |
bool empty() const; |
bool |
判断字符串是否为空： - true：size() == 0（空字符串）- false：size() > 0（非空） |
[] |
char& operator[](size_t pos); |
char& |
访问索引 pos 处的字符（无越界检查）：- 返回该字符的引用，可修改（如 s[0] = 'H'）- 若 pos >= size()，行为未定义（可能崩溃） |
const char& operator[](size_t pos) const; |
const char& |
重载版本，用于 const 对象，返回的字符不可修改 | |
at() |
char& at(size_t pos); |
char& |
访问索引 pos 处的字符（有越界检查）：- 若 pos >= size()，抛出 out_of_range 异常- 返回字符引用，可修改（非 const 版本） |
const char& at(size_t pos) const; |
const char& |
重载版本，用于 const 对象，返回的字符不可修改 | |
c_str() |
const char* c_str() const; |
const char* |
返回指向字符串内部的 C 风格字符串指针（末尾含 \0）：- 指针有效期与原 string 对象绑定（原对象修改/销毁后，指针失效） - 不可修改返回的指针指向的内容（ const 修饰） |
data() |
const char* data() const; |
C++11 后与 c_str() 功能一致（返回含 \0 的 C 风格指针）；C++11 前不含 \0，需注意版本差异 |
3. 字符串修改
修改类函数通常返回 *this（当前 std::string 对象的引用），支持链式调用（如 s.append("a").append("b")），部分函数有特殊返回值：
| 函数 | 函数原型（关键版本） | 返回值类型 | 功能与返回值说明 |
|---|---|---|---|
assign() |
string& assign(const char* s); |
string& |
用新内容（如 C 风格字符串 s）覆盖原有内容，返回 *this（修改后的当前对象） |
string& assign(size_t n, char c); |
用 n 个字符 c 覆盖原有内容，返回 *this |
||
append() |
string& append(const char* s); |
在字符串末尾追加内容（如 s），返回 *this；若追加空指针，行为未定义 |
|
string& append(size_t n, char c); |
在末尾追加 n 个字符 c，返回 *this |
||
push_back() |
void push_back(char c); |
void |
在字符串末尾追加 单个字符 c，无返回值；效率比 append(1, c) 更高 |
insert() |
string& insert(size_t pos, const char* s); |
string& |
在索引 pos 处插入内容 s，返回 *this；若 pos > size()，抛出 out_of_range 异常 |
erase() |
string& erase(size_t pos = 0, size_t n = npos); |
从 pos 开始删除 n 个字符（n 默认为 string::npos，即删除到末尾），返回 *this；若 pos > size()，抛出异常 |
|
clear() |
void clear(); |
void |
清空字符串（size() 变为 0，empty() 变为 true），无返回值；不释放内存（仅标记无效） |
replace() |
string& replace(size_t pos, size_t n, const char* s); |
string& |
从 pos 开始，删除 n 个字符，再插入 s，返回 *this；若 pos > size()，抛出异常 |
4. 字符串查找
所有查找函数返回 size_t 类型，表示“找到的位置索引”；若未找到，返回特殊值 string::npos（需包含 <string> 头文件才能使用）：
| 函数 | 函数原型（关键版本） | 返回值类型 | 功能与返回值说明 |
|---|---|---|---|
find() |
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const; |
size_t |
从 pos 开始（默认从 0 开始），查找 s 首次出现的位置：- 找到：返回 s 第一个字符在原字符串中的索引- 未找到：返回 string::npos，在大部分情况中，因为 size_type 相当于 unsigned int类型，最大值4294967295强制转换为int型，就是-1 |
rfind() |
size_t rfind(const char* s) const; |
从字符串末尾开始，查找 s 最后一次出现的位置：- 找到：返回 s 第一个字符的索引- 未找到：返回 string::npos |
|
find_first_of() |
size_t find_first_of(const char* s) const; |
查找 s 中 任一字符 在原字符串中首次出现的位置：- 例： "hello".find_first_of("aeiou") 返回 1（'e' 的索引）- 未找到：返回 string::npos |
|
find_last_not_of() |
size_t find_last_not_of(const char* s) const; |
查找原字符串中 不在 s 中的最后一个字符 的位置：- 例： "hello".find_last_not_of("lo") 返回 1（'e' 的索引）- 若所有字符都在 s 中，返回 string::npos |
5. 字符串比较
比较函数返回 表示“大小关系”的值，关系运算符直接返回布尔值，compare() 返回整数：
| 比较方式 | 函数原型/运算符 | 返回值类型 | 功能与返回值说明 |
|---|---|---|---|
== |
bool operator==(const string& rhs) const; |
bool |
判断两个字符串是否完全相同（字符序列、长度均一致）： - true：相同；false：不同 |
!= |
bool operator!=(const string& rhs) const; |
与 == 相反：true 表示不同，false 表示相同 |
|
< / > / <= / >= |
类似上述原型 | 按 字典序 比较（逐字符比较 ASCII 码）： - 例： "apple" < "banana" 返回 true（'a' < 'b'）- 短字符串是长字符串的前缀时，短字符串更小（如 "app" < "apple"） |
|
compare() |
int compare(const string& rhs) const; |
int |
比较当前字符串与 rhs：- 返回 0：两者相等- 返回 正数：当前字符串更大 - 返回 负数：当前字符串更小 |
int compare(size_t pos, size_t n, const string& rhs) const; |
用当前字符串从 pos 开始的 n 个字符，与 rhs 比较，返回值规则同上 |
6. 子串与转换
| 函数 | 函数原型 | 返回值类型 | 功能与返回值说明 |
|---|---|---|---|
substr() |
string substr(size_t pos = 0, size_t n = npos) const; |
string |
提取子串并返回新的 string 对象：- 从 pos 开始，提取 n 个字符；若 n 为 npos 或超出剩余字符，取到字符串末尾- 若 pos >= size()，抛出 out_of_range 异常 |
stoi() |
int stoi(const string& s, size_t* idx = nullptr, int base = 10); |
int |
将字符串 s 转换为 int 类型整数：- idx（可选）：存储第一个未转换字符的索引- base（可选）：进制（默认 10，支持 2-36）- 若无法转换（如 s 非数字），抛出 invalid_argument 异常；若超出 int 范围，抛出 out_of_range 异常 |
stol() |
long stol(...) |
long |
同 stoi()，但返回 long 类型（支持更大范围） |
stod() |
double stod(...) |
double |
将字符串 s 转换为 double 类型浮点数，异常规则同 stoi() |
to_string() |
string to_string(int val); |
string |
将数值（如 int、long、double 等）转换为对应的字符串：- 例： to_string(123) 返回 "123"，to_string(3.14) 返回 "3.140000" |
7. 其他常用操作
| 函数/操作 | 函数原型 | 返回值类型 | 功能与返回值说明 |
|---|---|---|---|
swap()（成员函数） |
void swap(string& rhs); |
void |
交换当前字符串与 rhs 的内容（高效，仅交换内部指针，无数据拷贝），无返回值 |
swap()（全局函数） |
void swap(string& lhs, string& rhs); |
同成员函数 swap()，全局版本，更通用（如交换两个 string 对象） |
|
trim()（自定义） |
string trim(const string& s); |
string |
自定义函数，返回去除首尾空格后的新字符串（原字符串不变）；空格包括 ' '、\t、\n 等（isspace() 判定） |
关键补充说明
-
size_t类型：
是无符号整数类型（通常与unsigned int或unsigned long等价），因此不是什么都可以用-1判断“未找到”（string::npos本质是size_t的最大值，与-1比较可能会类型转换导致逻辑错误）。 -
异常安全：
涉及“索引访问”“子串提取”的函数（如at()、substr()、insert()），若参数越界会抛出out_of_range异常；数值转换函数（如stoi()）会因“无法转换”“范围溢出”抛出invalid_argument或out_of_range异常，使用时可按需捕获。 -
返回引用的函数：
如append()、erase()、replace()等返回*this，支持链式调用（如s.erase(2,3).append("xyz")），但需注意：若链式调用中某一步抛出异常，后续操作不会执行。
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