编辑“︁C++ 字符串基础”︁

= C++字符串基础 =

'''C++字符串'''是C++编程语言中用于存储和操作文本数据的基本数据类型。与C风格的字符数组不同，C++提供了更高级的'''std::string'''类（定义在<string>头文件中），具有丰富的成员函数和操作符重载，使字符串处理更加安全和便捷。

== 字符串类型概述 ==
C++中有两种主要的字符串表示方式：
* '''C风格字符串'''：以空字符('\0')结尾的字符数组
* '''std::string'''：C++标准库提供的字符串类

=== C风格字符串 ===
传统C风格的字符串实际上是字符数组，以空字符('\0')作为结束标志。

<syntaxhighlight lang="cpp">
char cstr[] = "Hello";  // 自动添加'\0'
</syntaxhighlight>

=== std::string ===
现代C++推荐使用std::string，它自动管理内存，并提供丰富的操作接口。

<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <string>
std::string str = "Hello World";
</syntaxhighlight>

== 字符串声明与初始化 ==
std::string有多种初始化方式：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string s1;              // 空字符串
std::string s2("Hello");     // 从C风格字符串初始化
std::string s3(5, 'a');      // 5个'a'字符
std::string s4 = "C++";      // 赋值初始化
std::string s5(s2);          // 拷贝构造
</syntaxhighlight>

== 基本操作 ==
=== 字符串连接 ===
使用+运算符或append()方法连接字符串：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string s1 = "Hello";
std::string s2 = "World";
std::string s3 = s1 + " " + s2;  // "Hello World"
s1.append(s2);                   // s1变为"HelloWorld"
</syntaxhighlight>

=== 字符串比较 ===
可以直接使用比较运算符：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string a = "apple";
std::string b = "banana";
if (a < b) {  // 按字典序比较
    std::cout << a << " comes before " << b;
}
</syntaxhighlight>

=== 访问字符 ===
使用[]运算符或at()方法访问特定位置的字符：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string str = "C++";
char c1 = str[0];   // 'C'
char c2 = str.at(1); // '+'
</syntaxhighlight>

== 常用成员函数 ==
{| class="wikitable"
! 函数 !! 描述 !! 示例
|-
| length()/size() || 返回字符串长度 || str.length()
|-
| empty() || 检查是否为空字符串 || str.empty()
|-
| clear() || 清空字符串 || str.clear()
|-
| substr(pos, len) || 获取子串 || str.substr(1, 2)
|-
| find(str) || 查找子串位置 || str.find("World")
|-
| replace(pos, len, str) || 替换子串 || str.replace(0, 5, "Hi")
|}

== 字符串输入输出 ==
=== 从控制台读取 ===
使用getline()读取整行：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string name;
std::cout << "Enter your name: ";
std::getline(std::cin, name);
</syntaxhighlight>

=== 输出到控制台 ===
直接使用cout输出：

<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string msg = "Hello!";
std::cout << msg << std::endl;
</syntaxhighlight>

== 字符串与数值转换 ==
C++11引入了方便的转换函数：

<syntaxhighlight lang="cpp">
// 字符串转数值
int i = std::stoi("42");
double d = std::stod("3.14");

// 数值转字符串
std::string s = std::to_string(123);
</syntaxhighlight>

== 性能考虑 ==
字符串操作可能涉及内存分配和复制。对于频繁拼接操作，可以使用ostringstream或reserve()预分配空间：

<syntaxhighlight lang="cpp">
#include <sstream>
std::ostringstream oss;
oss << "The answer is " << 42;
std::string result = oss.str();

// 或者预分配
std::string bigStr;
bigStr.reserve(1000);  // 预分配1000字节
</syntaxhighlight>

== 实际应用案例 ==
=== 用户输入验证 ===
<syntaxhighlight lang="cpp">
bool isValidUsername(const std::string& username) {
    if (username.empty() || username.length() > 20) {
        return false;
    }
    // 检查是否只包含字母和数字
    return username.find_first_not_of("abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789") == std::string::npos;
}
</syntaxhighlight>

=== 文本处理 ===
<syntaxhighlight lang="cpp">
std::string toUpper(std::string str) {
    for (char &c : str) {
        c = toupper(c);
    }
    return str;
}
</syntaxhighlight>

== 字符串内存模型 ==
<mermaid>
graph LR
    A[std::string对象] --> B[数据指针]
    B --> C[堆内存]
    A --> D[大小]
    A --> E[容量]
</mermaid>

== 总结 ==
std::string提供了比C风格字符串更安全、更方便的文本操作方式。它自动管理内存，提供了丰富的成员函数，是现代C++程序中处理文本的首选方式。初学者应优先学习std::string的使用，只有在特定需要时才考虑使用C风格字符串。

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