编辑“︁C++ string 类”︁

{{DISPLAYTITLE:C++ String类}}  
'''C++ String类'''是标准模板库（STL）中提供的动态字符串类型，用于替代C风格字符数组（`char[]`），提供更安全、灵活和高效的字符串操作功能。本节将详细介绍其核心特性、常用方法及实际应用。

== 概述 ==  
C++中的{{Inline-code | 1=std::string}}类（定义在头文件{{Inline-code | 1=<string>}}中）封装了字符序列，支持动态内存管理、丰富的成员函数和运算符重载。与C风格字符串相比，其主要优势包括：  
* '''自动内存管理'''：无需手动分配/释放内存。  
* '''安全性'''：避免缓冲区溢出风险。  
* '''功能性'''：内置拼接、查找、替换等操作。  

== 基本操作 ==  
=== 声明与初始化 ===  
{{syntaxhighlight|lang=cpp|code=  
#include <string>  
#include <iostream>  

int main() {  
    std::string s1;               // 空字符串  
    std::string s2 = "Hello";     // 从字面量初始化  
    std::string s3("World");      // 构造函数初始化  
    std::string s4(s2);           // 拷贝构造  

    std::cout << s2 + " " + s3;   // 输出: Hello World  
    return 0;  
}  
}}  

=== 常用成员函数 ===  
{| class="wikitable"  
! 方法 !! 描述 !! 示例  
|-  
| <code>length()</code> || 返回字符串长度 || <code>s2.length() // 5</code>  
|-  
| <code>append()</code> || 追加内容 || <code>s2.append("!") // "Hello!"</code>  
|-  
| <code>find()</code> || 查找子串位置 || <code>s2.find("ell") // 1</code>  
|-  
| <code>substr()</code> || 提取子串 || <code>s2.substr(1, 3) // "ell"</code>  
|}  

== 实际应用案例 ==  
=== 用户输入处理 ===  
{{syntaxhighlight|lang=cpp|code=  
#include <string>  
#include <iostream>  

int main() {  
    std::string username;  
    std::cout << "Enter your name: ";  
    std::getline(std::cin, username);  // 读取整行输入  

    if (!username.empty()) {  
        std::cout << "Welcome, " << username << "!\n";  
    } else {  
        std::cout << "Name cannot be empty.\n";  
    }  
    return 0;  
}  
}}  
'''输入/输出示例''':  
<pre>Enter your name: Alice  
Welcome, Alice!  
</pre>

=== 字符串分割 ===  
使用{{Inline-code | 1=find}}和{{Inline-code | 1=substr}}实现按分隔符分割字符串：  
{{syntaxhighlight|lang=cpp|code=  
#include <vector>  
#include <string>  

std::vector<std::string> split(const std::string &s, char delimiter) {  
    std::vector<std::string> tokens;  
    size_t start = 0, end = s.find(delimiter);  
    while (end != std::string::npos) {  
        tokens.push_back(s.substr(start, end - start));  
        start = end + 1;  
        end = s.find(delimiter, start);  
    }  
    tokens.push_back(s.substr(start));  
    return tokens;  
}  
}}  

== 高级特性 ==  
=== 迭代器支持 ===  
{{Inline-code | 1=std::string}}兼容STL迭代器，支持范围循环：  
{{syntaxhighlight|lang=cpp|code=  
for (char c : s2) {  
    std::cout << c << " ";  // 输出: H e l l o  
}  
}}  

=== 性能优化 ===  
* '''预留空间'''：通过`reserve()`减少动态分配次数。  
* '''移动语义'''：C++11后支持移动构造，提升大字符串传递效率。  

<mermaid>  
graph LR  
    A[创建字符串] --> B[操作: 拼接/查找]  
    B --> C{是否需要扩容?}  
    C -->|是| D[自动分配新内存]  
    C -->|否| E[直接修改]  
</mermaid>  

== 数学表示 ==  
字符串长度计算可表示为：  
<math>  
L(s) = \sum_{i=0}^{n-1} \begin{cases}  
1 & \text{如果 } s[i] \text{ 是有效字符} \\  
0 & \text{否则}  
\end{cases}  
</math>  

== 总结 ==  
{{Inline-code | 1=std::string}}是C++中处理文本的核心工具，结合了易用性与高性能。建议初学者掌握其基本操作后，逐步探索高级特性如正则表达式（{{Inline-code | 1=<regex>}}）和国际化支持（{{Inline-code | 1=locale}}）。

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[[Category:C++ 字符串]]