Основы строк в C++

Введение

В этом лабе вы изучите строки в C++. Вы узнаете, как определить и инициализировать строки, а также как использовать функции строк.

Skills Graph

Аннотация содержания

C++ поддерживает два типа строк:

1. Строка представляет собой массив char, завершающийся нулевым символом '\0' (шестнадцатеричное 0). Она также называется символьной строкой или C-строкой.
2. Новый класс string, введенный в C++98.

Рекомендуется использовать "высокоуровневый" класс string, так как он гораздо проще в использовании и понимании. Однако многие старые программы использовали C-строки; многие программисты также используют "низкоуровневые" C-строки для полного контроля и повышения эффективности; кроме того, в некоторых случаях, таких как аргументы командной строки, поддерживаются только C-строки. Следовательно, вам может потребоваться понять оба типа строк.

• Объявление и инициализация строк
• Ввод/вывод строк
• Операции со строками

Объявление и инициализация строк

Для использования класса string включите заголовочный файл <string> и "using namespace std".

Вы можете объявить и инициализировать строку с помощью строкового литерала, инициализировать ее пустой строкой или инициализировать с помощью другого объекта строки. Например:

#include <string>
using namespace std;

string str1("Hello");  // Инициализация с помощью строкового литерала (неявная инициализация)
string str2 = "world"; // Инициализация с помощью строкового литерала (явная инициализация с использованием оператора присваивания)
string str3;           // Инициализация пустой строкой
string str4(str1);     // Инициализация путем копирования из существующего объекта строки

Ввод/вывод строк

Пример

/* Testing string class input and output */
#include <iostream>
#include <string>     // Need this header to use string class
#include <limits>
using namespace std;  // Also needed for <string>

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

   // Input a word (delimited by space) into a string
   cout << "Enter a message (no space): ";
   cin >> message;
   cout << message << endl;

   cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n');
   // flush cin up to newline (need <limits> header)

   // Input a line into a string
   cout << "Enter a message (with spaces): ";
   getline(cin, message);  // Read input from cin into message
   cout << message << endl;
   return 0;
}

Вывод:

Hello
Enter a message (no space): hello
hello
Enter a message (with spaces): hello world
hello world

ПРИМЕЧАНИЯ:

• Мы должны "#include <string>", чтобы использовать класс string, и "using namespace std", так как string определен в пространстве имен std.
• "cin >> aStr" считывает слово (разделенное пробелом) из cin (клавиатуры) и присваивает его переменной string aStr.
• getline(cin, aStr) считывает целую строку (до '\n') из cin и присваивает ее aStr. Символ '\n' отбрасывается.
• Чтобы очистить cin, можно использовать функцию ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n'), чтобы отбросить все символы до '\n'. numeric_limits находится в заголовочном файле <limits>.

Операции со строками

• Проверка длины строки:

  string str("Hello, world");
  // обе они возвращают длину строки
  cout << str.length() << endl;  // 12
  cout << str.size()   << endl;  // 12

• Проверка на пустую строку:

  string str1("Hello, world");
  string str2;                   // Пустая строка
  // Проверить, является ли строка пустой.
  cout << str1.empty() << endl;  // 0 (false)
  cout << str2.empty() << endl;  // 1 (true)

• Копирование из другой строки: Просто используйте оператор присваивания "=".

  string str1("Hello, world"), str2;
  str2 = str1;
  cout << str2 << endl;   // Hello, world

• Конкатенация с другой строкой: Используйте оператор плюс "+", или комбинированный плюс "+=".

  string str1("Hello,");
  string str2(" world");
  cout << str1 + str2 << endl;  // "Hello, world"
  cout << str1 << endl;         // "Hello,"
  cout << str2 << endl;         // " world"
  str1 += str2;
  cout << str1 << endl;  // "Hello, world"
  cout << str2 << endl;  // " world"
  string str3 = str1 + str2;
  cout << str3 << endl;  // "Hello, world world"
  str3 += "again";
  cout << str3 << endl;  // "Hello, world worldagain"

• Чтение/запись отдельных символов строки:

  string str("Hello, world");
  // Возвращает символ по индексу, индекс начинается с 0. Выполняет проверку границ индекса.
  cout << str.at(0) << endl;  // 'H'
  cout << str[1] << endl;     // 'e'
  cout << str.at(str.length() - 1) << endl;  // 'd'
  
  str.at(1) = 'a';  // Записать в индекс 1
  cout << str << endl;  // "Hallo, world"
  
  str[0] = 'h';
  cout << str << endl;  // "hallo, world"

• Извлечение подстроки:

  string str("Hello, world");
  // Возвращает подстроку, начиная с beginIndex, длиной size
  cout << str.substr(2, 6) << endl;  // "llo, w"

• Сравнение с другой строкой:

  string str1("Hello"), str2("Hallo"), str3("hello"), str4("Hello");
  cout << str1.compare(str2) << endl;   // 1   'e' > 'a'
  cout << str1.compare(str3) << endl;   // -1  'h' < 'H'
  cout << str1.compare(str4) << endl;   // 0
  
  // Также можно использовать операторы == или!=
  if (str1 == str2) cout << "Same" << endl;
  if (str3!= str4) cout << "Different" << endl;
  cout << boolalpha;  // выводить bool как true/false
  cout << (str1!= str2) << endl;
  cout << (str1 == str4) << endl;

• Поиск/замена символов: Вы можете использовать функции, доступные в #include <algorithm>

  Например,

  #include <algorithm>
  ......
  string str("Hello, world");
  replace(str.begin(), str.end(), 'l', '_');
  cout << str << endl;    // He__o, wor_d

Пример

/* Example on C++ string function */
#include <iostream>
#include <string>    // использовать класс string
using namespace std;

int main() {
   string msg = "hello, world!";
   cout << msg << endl;
   cout << msg.length() << endl;  // длина строки
   cout << msg.at(1) << endl;     // символ по индексу 1
   cout << msg[1] << endl;        // то же, что и выше
   cout << msg.empty() << endl;   // проверка на пустую строку
   cout << msg.substr(3, 3) << endl; // подстрока начинается
                                     // с позиции 3 длиной 3
   cout << msg.replace(3, 3, "why") << endl; // заменить подстроку
   cout << msg.append("end") << endl;        // добавить в конец
   cout << msg + "end" << endl;              // то же, что и выше
   cout << msg.insert(3, "insert") << endl;  // вставить после позиции 3

   string msg1;
   msg1 = msg;   // копировать
   cout << msg1 << endl;

   cout << "Enter a line: ";
   getline(cin, msg);   // прочитать строку ввода
   cout << msg << endl;
}

Вывод:

hello, world!
13
e
e
0
lo,
helwhy world!
helwhy world!end
helwhy world!endend
helinsertwhy world!end
helinsertwhy world!end
Enter a line: a
a

Обзор

Строка - это еще один важный тип данных, помимо чисел. В этом разделе мы поговорили о использовании строк. C++ предоставляет многие полезные методы для работы со строками, научитесь ими пользоваться с легкостью.