【C++】std::string和size()函数进阶解析

CSDN-Z

发布于 2025-01-10 08:38:48

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💯前言

C++ 中的 std::string 提供了一种高效且简单的方式来操作字符串，不仅可以进行轻松的字符串连接，还能完成长度计算、字符访问和后缀处理等处理任务。本文将优化精进地分析 C++ 中的 std::string 和其采用的常见函数，尤其是 size() 函数，并提供相关优化解释和知识拓展。 C++ 参考手册

💯基础知识：C++ 中的std::string

字符串的基础概念

C++ 中， std::string 是一种是封装类，能夠提供对字符串进行操作的简单方式。和传统的 C 风格字符串（char[]）相比，它更加高效和安全，提供了丰富的语法支持。

典型例如：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s1 = "hello";
    string s2 = "world";
    string s3 = s1 + " " + s2; // 字符串相连

    cout << s3 << endl; // 输出：hello world
    return 0;
}

上面过程体现了 C++ 字符串的连接功能，显示了它的自然语法背后的高效。

`size()` 函数基础

在字符串操作中，实现字符串长度计算是一项基础而重要的功能。C++ 中的 std::string 提供了两个全程等任的函数：size() 和 length()，它们用于计算字符串的长度，返回字符串中的字符数量。

例如：

string s = "hello";
cout << s.size() << endl;    // 输出：5
cout << s.length() << endl; // 输出：5

注意：size() 和 length() 是等任的，可以任意使用任一个。

使用size()实例：计算字符串长度

在下面这段代码中，实现了通过 size() 函数来计算一些不同内容字符串的长度。

代码：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s;               // 完全空字符串
    string s1 = "hello";   // 有 5 个字符
    string s2 = "hello world"; // 包含空格共 11 个字符
    string s3 = "12lab!~ ";    // 包括空格共 14 个字符

    cout << "s:" << s.size() << endl;
    cout << "s1:" << s1.size() << endl;
    cout << "s2:" << s2.size() << endl;
    cout << "s3:" << s3.size() << endl;

    return 0;
}

运行结果：

s:0
s1:5
s2:11
s3:14

分析：

空字符串：字符串 s 为空，因此返回长度 0。
普通字符串：字符串 s1 包含 5 个字符，因此返回长度 5。
包含空格：字符串 s2 含有一个空格，因此返回总长度 11。
包括空格和符号： s3 包含多种符号和空格，返回总长度 14。

从运行结果可以看出，size() 会正确计算字符串中的字符总数，包括字母、数字，空格，和其他符号。

💯基于size()的字符串解析和访问方式

代码实现：通过下标访问字符串

C++ 允许通过下标访问字符串中的单个字符：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
        cout << s[i] << " "; // 通过下标访问字符，并传递打印
    }
    return 0;
}

运行结果：

a b c d e f

分析：

输出格式：通过下标访问，字符串中每个字符都被单独打印，字符之间用空格分隔。
转到下标操作：从 0 起始，直到 size() 返回的长度为止，通过下标每次选取字符。

size() 与下标访问的优化功能

通过下标访问和 size() 相结合，可以高效地进行字符级的解析：

选取指定字符串内的字符。
配合算法，进行字符级计算。

例如：给定字符串，计算其中大写字母的总数：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "HelloWorld123";
    int count = 0;

    for (int i = 0; i < s.size(); i++) {
        if (isupper(s[i])) {
            count++;
        }
    }

    cout << "Number of uppercase letters: " << count << endl;
    return 0;
}

运行结果：

Number of uppercase letters: 2

💯进阶拓展：字符串的通过变量访问和更深操作

通过迭代器访问

std::string 还允许通过迭代器实现字符的访问：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    for (auto it = s.begin(); it != s.end(); ++it) {
        cout << *it << " ";
    }
    return 0;
}

运行结果：

a b c d e f

at()函数和字符检查

at() 函数会对下标进行范围检查，能够更好地确保安全：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string s = "abcdef";
    try {
        cout << s.at(0) << endl; // 正常输出第一个字符
        cout << s.at(10) << endl; // 越界，抛出异常
    } catch (out_of_range &e) {
        cout << "Exception: " << e.what() << endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：

a
Exception: basic_string::at: __n (which is 10) >= this->size() (which is 6)

分析：

s.at(0) 正常返回第一个字符。
s.at(10) 超出范围，抛出 out_of_range 异常，确保程序不会因为非法访问崩溃。

💯小结

本文从基础到进阶详细解析了 C++ 中 std::string 的功能，尤其是 size() 函数的应用及其与下标访问、迭代器、at() 方法的结合使用。同时补充了许多进阶拓展内容，包括安全性检查和高效字符串操作的实践。通过这些知识点，相信读者能够更加灵活、高效、安全地处理 C++ 字符串操作。如果对某些部分有疑问或需要更深入的探讨，可以进一步结合具体场景和实践需求展开！

本文参与腾讯云自媒体同步曝光计划，分享自作者个人站点/博客。

原始发表：2025-01-08，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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