【C++】C++中的字符和字符串

目录结构：

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1. 定义和初始化string
2. string对象上的操作
3. 处理string对象中的字符
4. C风格字符串

标准库类型string表示可变长的字符序列，使用string类型必须首先包含string头文件，作为标准库的一部分string定义在标准库std中。

#include <string>//引用头文件
using std::string;

1.定义和初始化string

如何初始化类由类本身决定，一个类可以定义多种初始化对象的方式。

string s1;//默认初始化
string s2(s1);//s2是s1的副本
string s2 = s1;//等价于s2(s1),s2是s1的副本
string s3("value");//s3是字面值"value"的副本，除了字面值最后的那个空字符外
string s3 = "value";//等价于s3("value"),s3是字面值"value"的副本
string s4(n,'c');//把s4初始化为由连续n个字符'c'组成的串

2.string对象上的操作

一个类除了要规定初始化其对象的方式外，还要定义对象上所能执行的操作。下面是string对象的大多数操作。

os << s //将s写到输出流os当中，返回os
is >> s //从输入流is中读取字符串赋给s，字符串以空白分割，返回is
getline(is,s) //从is中读取一行赋给s，返回is
s.empty() //s为空返回true否则返回false
s.size() //返回s中字符的个数
s[n] //返回s中第n个字符的引用，位置n从0开始
s1+s2 //返回字符串s1和s2连接后的结果
s1=s2 //用s2的副本代替s1中原来的字符
s1==s2 //如果字符串s1和字符串s2中的字符完全一样，则返回true，否则为false
s1!=s2 //如果字符串s1和字符串s2中的字符不一样，则返回true，否则返回false
<,<=,>,>= //利用字符在字典中的顺序进行比较，且对字母的大小写敏感

下面的案例展示部分方法的使用，案例：

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

int main(){
    string s;
    cout << "请输入: \n";
    cin >> s;//注意：这里以空格分隔，如果想读取整行数据，可以使用getline方法

    cout << "你的输入是: \n";
    cout << s << endl;

    s = "abc";
    if(s.empty())
        cout << "s是空\n";
    else
        cout << "s非空\n";

    auto size = s.size();//size()函数的返回值是size_type类型，一种无符号整数类型
    cout << "s size is: " << size << "\n";

    //使用迭代器循环输出每个字符
    for(auto a = begin(s); a!=end(s); a++){
        cout << *a << " ";
    }
    //使用指针循环输出每个字符
    for(char *c = &s[], c!=&s[s.size()]; c++){
        cout << *c << " ";
    }
    cout << endl;
    return ;
}

begin()返回指向首元素的迭代器，end()返回指向尾元素下一元素的迭代器。

由于字符串的size()方法的返回值是size_type类型，一种无符号整数类型，所以如果n是一个负数，那么下面的例子总是成立的s.size() < n，因为n会自动转化为一个较大的无符号值。因此需要判断字符串的大小，应该先把s.size()的类型转化为有符号的整形，然后再和n比较。例如：

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

int main(){
    string s("abc");
    int n = -;
    cout << (s.size() < n) << "\n";//比较失败

    int size = s.size();//先将size_type转化为有符号类型
    n = -;
    cout << (size < n) << "\n";//比较成功
    cout << endl;

    return ;
}

输出结果为：

-10是有符号整形，在和无符号整形比较时候，会自动转化为一个较大的无符号整形（只有负数才会发生转化，正数不会发生）。所以正确的思路应该是，先把无符号整形转化为有符号整形，然后再比较。或是两个都是无符号整形。

3.处理string对象中的字符

在<cctype>头文件中，定义了一系列的标准字符处理函数。<cctype>是C语言头文件ctype.h的版本。
下面列举了一些主要函数：

isalnum(c)//当c是字母或数字时为真
isalpha(c)//当c是字母时为真
isdigit(c)//当c是数字时为真
ispunct(c)//当c是标点符号时为真
isspace(c)//当c是空格时为真
islower(c)//当c是小写字母时为真
isupper(c)//当c是大写字母时为真
tolower(c)//将c转化为小写字母
toupper(c)//将c转化为大写字母

案例：

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

int main(){
    string str("abc");
    for(auto a : str){
        cout << a << endl;
    }
    for(auto &a : str){
        a = toupper(a);//转化为大写
    }
    for(char *c=&str[]; c!=&str[str.size()]; c++){
        cout << *c << endl;
    }
    return ;
}

4.C风格字符串

字符串字面值是一种通用结构的实例，这种结构是从c继承而来的C风格字符串(C-style character string)，c风格字符串不是一种类型，而是一种约定俗成的写法，按照书写习惯，一般以空字符结束(null terminated)，以空字符结尾的意思就是在字符串的最后一个字符后面加上'\0'，一般利用指针来操作这些字符串。

同时在c++中的<cstring>头文件中，cstring是C语言头文件string.h的C++版本。

strlen(p) //返回p的长度，空字符不计算在内
strcmp(p1,p2) //比较p1和p2的相等性，如果p1==p2，那么返回0。如果p1>p2，那么返回一个正值。如果p1<p2,那么返回一个负值。
strcat(p1,p2) //将p2附加到p1后，返回p1
strcpy(p1,p2) //将p2拷贝给p1，返回p1

在用数组的形式初始化字符数组时，一定要以空字符‘\0’结尾。在使用字符串初始化字符数组时，会自动在末尾加上空字符'\0'。同时，<cstring>标准库中的方法，都是空字符结尾作为字符结尾的标志，如果未加空字符结尾，那么可能发生意想不到的结果。

char ch[] = {'C','+','+','\0'};//这里要以空字符结束
cout << strlen(ch) << endl;//
char ch2[] = "C++";//当把字符串赋值给char[]时，会自动在末尾添加\0

for(char *c=ch2; *c!='\0'; c++){
    cout << *c << " ";
}

字符数组在使用他的名称的时候，编译器会在不同的位置给他编译成不同的类型。
例如：

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

int main(){
        char c[] = {'c','+','+','\0'};
        for(char *ch=c; *ch!='\0';ch++)//这里将c编译成首元素的地址
                cout << *ch << endl;

        cout << c << endl;//这里输出数组中的所有元素

        int i[]={,};
        cout << i << endl;

    string s[] = {"a","bc"};
    cout << s << endl;

        return ;
}

输入结果：

c
+
+
c++
0x7ffc37de8200
0x7ffc37de81c0

从结果中可以看出，当单独使用字符数组名称时，它会遍历其中的所有字符。当和指针联合使用时，它会返回首元素的指针。然而其他的数组(int[],string[])都没有这个特性。

除了上面的写法，还可能会看到下面的这种写法（让一个char指针指向一个字符串字面值常量，不是string）:

char *cp = "c++";//等同于char *cp = "c++\0";

这种情况下，cp是一个字符指针。而且在单独使用cp的时候，也会遍历他的所有字符。当使用*cp时代表指向字符的首元素。
可以使用如下的方式遍历：

for(char *p = cp; *p!="\0"; p++)//注意这里是双引号"\0",不是单引号
    cout << *p << endl;

如何把一个string转化为char[]数据

可以使用strcpy,copy来实现：

#include <iostream>/*cout*/
#include <string>/*string*/
#include <cstring>/*strcpy*/
int main()
{
    std::string s = "Hello World!";
    char *cstr = new char[s.size() + ];
    strcpy_s(cstr,strlen(cstr),&s[]);
　　 //strcpy(cstr, s.c_str()); // 或者传递 &s[0]    

    std::cout << cstr << '\n';
    delete cstr;
    return ;
}