string (C++标准库)

<string> 是C++標準程式庫中的一個头文件，定义了C++标准中的字符串的基本模板类std::basic_string及相关的模板类实例：

模板类实例	std::basic_string的模板实参
`string`	`char`
`wstring`	`wchar_t`
`u16string`	`char16_t` (C++11新增)
`u32string`	`char32_t` (C++11新增)

其中的string是以char作为模板参数的模板类实例^[1]，把字符串的内存管理责任由string负责而不是由编程者负责，大大减轻了C语言风格的字符串的麻烦。

std::basic_string提供了大量的字符串操作函数，如比较、连接、搜索、替换、获得子串等。并可与C语言风格字符串双向转换。std::basic_string属于C++ STL容器类，因此也适用C++ STL Algorithm库。

函数

构造表示
- string::string(构造)
- string::~string(析构)
- string::operator= - 赋值
- string::assign – 赋值
- string::get_allocator – 获得内存分配器
字符访问
- string::at – 访问特定字符，带边界检查
- string::operator[] – 访问特定字符
- string::front – 访问第一个字符
- string::back – 访问最后一个字符
- string::data – 访问基础数组
- string::c_str – 返回对应于字符串内容的C风格零结尾的只读字符串。
- string::substr – 获取子串。参数为空时取全部源串
- string::copy – 拷贝出一段字符到C风格字符串。有溢出危险。
迭代器
- string::begin – 获得指向开始位置的迭代器
- string::end – 获得指向末尾的迭代器
- string::rbegin – 获得指向末尾的逆向迭代器
- string::rend – 获得指向开始位置的逆向迭代器
- string::cbegin – 获得指向开始位置的只读迭代器
- string::cend – 获得指向末尾的只读迭代器
- string::crbegin – 获得指向末尾的逆向只读迭代器
- string::crend – 获得指向开始位置的逆向只读迭代器
容量
- string::empty – 检查是否为空
- string::size – 返回数据的字符长度
- string::length – 返回数据的字符长度，与size()完全相同
- string::max_size – 返回可存储的最大的字节容量，在32位Windows上可能为43亿字节.
- string::reserve – 改变string的字符存储容量，实际获得的存储容量不小于reserve的参数值。
- string::capacity – 返回当前的字符存储容量
- string::shrink_to_fit (C++11新增) – 降低内存容量到刚好
修改器
- string::clear – 清空内容
- string::insert – 插入字符或字符串。目标string中的插入位置可用整数值或迭代器表示。如果参数仅为1个迭代器，则在其所指位置插入0值。
- string::erase – 删除1个或1段字符
- string::push_back – 追加1个字符
- string::append – 追加字符或字符串
- string::operator+= – 追加，只有一个参数。不具有append()的可以追加源字符串的子串的功能。
- string::pop_back – 删除最后一个字符
- string::resize – 改变（增加或减少）字符串长度。如果增加了字符串长度，新字符缺省为0值。
- string::swap – 与另一个string交换内容
- string::replace – 替换子串。如果替换源数据与被替换数据的长度不等，则结果字符串的长度发生了改变。
搜索
- string::find – 前向搜索特定子串的第一次出现
- string::rfind – 从尾部开始，后向搜索特定子串的第一次出现
- string::find_first_of – 搜索指定字符集合中任意字符在被搜索string中的第一次出现
- string::find_last_of – 搜索指定字符集合中任意字符在被搜索string中的最后一次出现
- string::find_first_not_of – 被搜索string中的不属于指定字符集合的首个字符
- string::find_last_not_of – 被搜索string中的不属于指定字符集合的末个字符
- string::compare – 与参数字符串比较
非成员函数
- std::operator+ – 字符串连接
- std::operator!= – 不等比较
- std::operator== – 相等比较
- std::operator< – 小于比较
- std::operator<= – 小于等于比较
- std::operator> – 大于比较
- std::operator>= – 大于等于比较
- std::operator<< – 字符串内容写到输出流中
- std::operator>> – 从输入流中读取一个字符串
- std::getline – 从istream中读入一行或一段字符到string中
- std::swap – 交换两个string的内容。是 std::swap算法针对std::basic_string的特化版本
- std::stoi – 字符串转为整形
- std::stol – 字符串转为长整形
- std::stoll – 字符串转为长长整形
- std::stoul – 字符串转为无符号长整形
- std::stoull – 字符串转为无符号长长整形
- std::stof – 字符串转为单精度浮点形
- std::stod – 字符串转为双精度浮点形
- std::stold – 字符串转为长双精度浮点形
- std::to_string – 整型、无符号整型、浮点型转化为string
- std::to_wstring – 整型、无符号整型、浮点型转化为wstring
- std::hash<std::string> – 计算hash值
- std::hash<std::wstring> – 计算hash值
- std::hash<std::u16string> – 计算hash值
- std::hash<std::u32string> – 计算hash值
常量值
- string::npos – 表示“未找到”，值为statci const unsigned -1

用法

#include <iostream>
#include <string>

int main()
{
    std::string foo = "fighters";
    std::string bar = "stool";

    // "!=" compares string contents for inequality, even though they are different objects.
    if (foo != bar)
    {
        std::cout << "The strings are different." << std::endl;
    }

    // Prints "stool fighters" by creating a temporary object, which is automatically freed.
    std::cout << bar + " " + foo << std::endl;

    return 0;
}

由于字符串的拷贝操作与其字节长度成比例，是O(n)量级。且创建字符串的临时栈对象的成本开销。因此string一般作为常量引用（reference-to-const）以避免不必要的拷贝:

void print_the_string(const std::string& str)
{
    std::cout << str;
}

c_str()成员函数返回string类的C语言风格字符串（即ASCII-零串）的指针，用于C语言字符串的互操作。如果不需要零结尾的字符串，那么成员函数data()返回不一定是0结尾的字符串的内存地址。

参考文献

^ C++ reference for basic_string. Cppreference.com.

[1] C++ reference for basic_string. Cppreference.com.

[1]