C++ string 用法詳解

C++ string 詳解

任何人對本文進行引用都要標明作者是Nicolai M.Josuttis

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C++ 語言是個十分優秀的語言，但優秀並不表示完美。還是有許多人不願意使用C或者C++，為什麼。原因眾多，其中之一就是C/C++的文本處理功能太麻煩，用起來很不方便。以前沒有接觸過其他語言時，每當別人這麼說，我總是不屑一顧，認為他們根本就沒有領會C++的精華，或者不太懂C++，現在我接觸 perl, php, 和Shell指令碼以後，開始理解了以前為什麼有人說C++文本處理不方便了。

舉例來說，如果文字格式設定是：使用者名稱 電話號碼，檔案名稱name.txt Tom 23245332 Jenny 22231231 Heny 22183942 Tom 23245332 ...

現在我們需要對使用者名稱排序，且只輸出不同的姓名。

那麼在shell 編程中，可以這樣用：

awk '{print $1}' name.txt | sort | uniq

簡單吧。

如果使用C/C++ 就麻煩了，他需要做以下工作： 先開啟檔案，檢測檔案是否開啟，如果失敗，則退出。 聲明一個足夠大得二維字元數組或者一個字元指標數組 讀入一行到字元空間 然後分析一行的結構，找到空格，存入字元數組中。 關閉檔案 寫一個排序函數，或者使用寫一個比較函數，使用sort()排序 遍曆數組，比較是否有相同的，如果有，則要刪除，copy... 輸出資訊

你可以用C++或者C語言去實現這個流程。如果一個人的主要工作就是處理這種類似的文本(例如做apache的日誌統計和分析),你說他會喜歡C/C++麼。

當然，有了STL，這些處理會得到很大的簡化。我們可以使用 fstream來代替麻煩的fopen fread fclose, 用vector來代替數組。最重要的是用 string來代替char * 數組，使用sort排序演算法來排序，用unique 函數來去重。聽起來好像很不錯。看看下面代碼(常式1）：

#include <string>#include <iostream>#include <algorithm>#include <vector>#include <fstream>using namespace std;int main(){    ifstream in("name.txt");    string strtmp;    vector<string> vect;    while(getline(in, strtmp, '\n'))    vect.push_back(strtmp.substr(0, strtmp.find(' ')));    sort(vect.begin(), vect.end());    vector<string>::iterator it=unique(vect.begin(), vect.end());    copy(vect.begin(), it, ostream_iterator<string>(cout, "\n"));    return 0;}

也還不錯吧，至少會比想象得要簡單得多。（代碼裡面沒有對錯誤進行處理，只是為了說明問題，不要效仿).

當然，在這個文字格式設定中，不用vector而使用map會更有擴充性，例如，還可通過人名找電話號碼等等，但是使用了map就不那麼好用sort了。你可以用map試一試。

這裡string的作用不只是可以儲存字串，還可以提供字串的比較，尋找等。在sort和unique函數中就預設使用了less 和equal_to函數, 上面的一段代碼，其實使用了string的以下功能： 儲存功能，在getline() 函數中 尋找功能，在find() 函數中 子串功能，在substr() 函數中 string operator < , 預設在sort() 函數中調用 string operator == , 預設在unique() 函數中調用

總之，有了string 後，C++的字元文本處理功能總算得到了一定補充，加上配合STL其他容器使用，其在文本處理上的功能已經與perl, shell, php的距離縮小很多了。 因此掌握string 會讓你的工作事半功倍。

1 string 使用

其實，string並不是一個單獨的容器，只是basic_string 模板類的一個typedef 而已，相對應的還有wstring, 你在string 標頭檔中你會發現下面的代碼:

extern "C++" {typedef basic_string <char> string;typedef basic_string <wchar_t> wstring;} // extern "C++"

由於只是解釋string的用法，如果沒有特殊的說明，本文並不區分string 和 basic_string的區別。

string 其實相當於一個儲存字元的序列容器，因此除了有字串的一些常用操作以外，還有包含了所有的序列容器的操作。字串的常用操作包括：增加、刪除、修改、尋找比較、連結、輸入、輸出等。詳細函數列表參看附錄。不要害怕這麼多函數，其實有許多是序列容器帶有的，平時不一定用的上。

如果你要想瞭解所有函數的詳細用法，你需要查看basic_string，或者下載STL編程手冊。這裡通過執行個體介紹一些常用函數。

1.1 充分使用string 操作符

string 重載了許多操作符，包括 +, +=, <, =, , [], <<, >>等，正式這些操作符，對字串操作非常方便。先看看下面這個例子：

#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){    string strinfo="Please input your name:";    cout << strinfo ;    cin >> strinfo;    if( strinfo == "winter" )        cout << "you are winter!"<<endl;    else if( strinfo != "wende" )        cout << "you are not wende!"<<endl;    else if( strinfo < "winter")        cout << "your name should be ahead of winter"<<endl;    else        cout << "your name should be after of winter"<<endl;    strinfo += " , Welcome to China!";    cout << strinfo<<endl;    cout <<"Your name is :"<<endl;    string strtmp = "How are you? " + strinfo;    for(int i = 0 ; i < strtmp.size(); i ++)        cout<<strtmp[i];    return 0;}

下面是程式的輸出

Please input your name:Heroyou are not wende!Hero , Welcome to China!How are you? Hero , Welcome to China!

有了這些操作符，在STL中仿函數都可以直接使用string作為參數，例如 less, great, equal_to 等，因此在把string作為參數傳遞的時候，它的使用和int 或者float等已經沒有什麼區別了。例如，你可以使用：

map<string, int> mymap; //以上預設使用了 less<string>

有了 operator + 以後，你可以直接連加，例如：

string strinfo="Winter";string strlast="Hello " + strinfo + "!";string strtest="Hello " + strinfo + " Welcome" + " to China" + " !";//你還可以這樣：

看見其中的特點了嗎。只要你的等式裡面有一個 string 對象，你就可以一直連續"+"，但有一點需要保證的是，在開始的兩項中，必須有一項是 string 對象。其原理很簡單：

系統遇到"+"號，發現有一項是string 對象。 系統把另一項轉化為一個臨時 string 對象。 執行 operator + 操作，返回新的臨時string 對象。 如果又發現"+"號，繼續第一步操作。

由於這個等式是由左到右開始檢測執行，如果開始兩項都是const char ，程式自己並沒有定義兩個const char 的加法，編譯的時候肯定就有問題了。

有了操作符以後，assign(), append(), compare(), at()等函數，除非有一些特殊的需求時，一般是用不上。當然at()函數還有一個功能，那就是檢查下標是否合法，如果是使用：

string str="winter";//下面一行有可能會引起程式中斷錯誤str[100]='!';//下面會拋出異常:throws: out_of_rangecout<<str.at(100)<<endl;

瞭解了嗎。如果你希望效率高，還是使用[]來訪問，如果你希望穩定性好，最好使用at()來訪問。

1.2 眼花繚亂的string find 函數

由於尋找是使用最為頻繁的功能之一，string 提供了非常豐富的尋找函數。其列表如下： 函數名 描述 find 尋找 rfind 反向尋找 find_first_of 尋找包含子串中的任何字元，返回第一個位置 find_first_not_of 尋找不包含子串中的任何字元，返回第一個位置 find_last_of 尋找包含子串中的任何字元，返回最後一個位置 find_last_not_of 尋找不包含子串中的任何字元，返回最後一個位置以上函數都是被重載了4次，以下是以find_first_of 函數為例說明他們的參數，其他函數和其參數一樣，也就是說總共有24個函數 ：

size_type find_first_of(const basic_string& s, size_type pos = 0)size_type find_first_of(const charT* s, size_type pos, size_type n)size_type find_first_of(const charT* s, size_type pos = 0)size_type find_first_of(charT c, size_type pos = 0)

所有的尋找函數都返回一個size_type類型，這個傳回值一般都是所找到字串的位置，如果沒有找到，則返回string::npos。有一點需要特別注意，所有和string::npos的比較一定要用string::size_type來使用，不要直接使用int 或者unsigned int等類型。其實string::npos表示的是-1, 看看標頭檔：

template <class _CharT, class _Traits, class _Alloc>const basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>::size_typebasic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>::npos= basic_string<_CharT,_Traits,_Alloc>::size_type) -1;

find 和 rfind 都還比較容易理解，一個是正向匹配，一個是逆向匹配，後面的參數pos都是用來指定起始尋找位置。對於find_first_of 和find_last_of 就不是那麼好理解。

find_first_of 是給定一個要尋找的字元集，找到這個字元集中任何一個字元所在字串中第一個位置。或許看一個例子更容易明白。

有這樣一個需求：過濾一行開頭和結尾的所有非英文字元。看看用string 如何?：

#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){    string strinfo=" //*---Hello Word!......------";    string strset="ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz";    int first = strinfo.find_first_of(strset);    if(first == string::npos)    {        cout<<"not find any characters"<<endl;        return -1;    }    int last = strinfo.find_last_of(strset);    if(last == string::npos)    {        cout<<"not find any characters"<<endl;        return -1;    }    cout << strinfo.substr(first, last - first + 1)<<endl;    return 0;}

這裡把所有的英文字母大小寫作為了需要尋找的字元集，先尋找第一個英文字母的位置，然後尋找最後一個英文字母的位置，然後用substr 來的到中間的一部分，用於輸出結果。下面就是其結果：

Hello Word

前面的符號和後面的符號都沒有了。像這種用法可以用來尋找分隔字元，從而把一個連續的字串分割成為幾部分，達到 shell 命令中的 awk 的用法。特別是當分隔字元有多個的時候，可以一次指定。例如有這樣的需求：

張三|3456123, 湖南李四,4564234| 湖北王小二, 4433253|北京...

我們需要以 "|" ","為分隔字元，同時又要過濾空格，把每行分成相應的欄位。可以作為你的一個作業來試試，要求代碼簡潔。

1.3 string insert, replace, erase

瞭解了string 的操作符，尋找函數和substr，其實就已經瞭解了string的80%的操作了。insert函數, replace函數和erase函數在使用起來相對簡單。下面以一個例子來說明其應用。 string只是提供了按照位置和區間的replace函數，而不能用一個string字串來替換指定string中的另一個字串。這裡寫一個函數來實現這個功能：

void string_replace(string & strBig, const string & strsrc, const string &strdst){    string::size_type pos=0;    string::size_type srclen=strsrc.size();    string::size_type dstlen=strdst.size();    while( (pos=strBig.find(strsrc, pos)) != string::npos)    {        strBig.replace(pos, srclen, strdst);        pos += dstlen;    }}