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【c++语言程序设计】字符串与浅层复制（深拷贝与浅拷贝）

article 2024/11/7 6:07:13

字符串常量是用一对双引号括起来的字符序列，例如，"abcd" " China"" This is a string." 都是字符串常量。它在内存中的存放形式是，按串中字符的排列次序顺序存放，每个字符占1字节，并在末尾添加'\0'作为结尾标记

字符串常量指针

这实际上是一个隐含创建的类型为 char的数组，一个字符串常量就表示这样一个数组的首地址。

const char *STRING1 = "This is a string.";

它是一个常量字符串，无法通过 STRING1 修改字符串内容

字符数组

字符串变量也可以用类似方式来表示。如果创建一个 char数组，每个元素存放字符串的一个字符，在末尾放置一个'\0'，便构成了C++字符串。

在定义用于存放字符串的字符数组时，数组长度应至少为字符串字符数加1（用于存储结尾的 '\0'）

char str[8] = {'p', 'r', 'o', 'g', 'r', 'a', 'm', '\0'};
char str[8] = "program";
char str[] = "program";

它的存储方式与字符串常量无异，但由于它是程序员创建的数组，因此可以改写其内容，因而这就是字符串变量而非常量

数组大小：定义字符数组的长度时，大小应至少为字符串长度加1。
'\0' 结尾：字符串结尾 '\0' 是必须的，否则字符串操作函数（如 strlen、strcpy 等）无法正确判断字符串结束。
字符串可修改：字符数组 str 是变量，可以直接修改其内容，而字符串常量不允许这样操作。

尽管对用字符数组表示的字符串进行初始化还比较容易、直观，但进行许多其他字符串操作时却比较麻烦。执行很多字符串操作需要借助 cstring头文件中的字符串处理函数，例如将一个字符串的内容复制到另一个字符串需要用 strepy函数，按辞典顺序比较两个的大小需要用 strcmp函数，将两个字符串连接起来需要用 strcat函数。另外，当字符串长度很不确定时，需要用 new 动态创建字符数组，最后还要用 delete释放，这些都相当烦琐。

string 类

数组数据与处理数据的函数分离也不符合面向对象方法的要求。

C++标准类库将面向对象的串的概念加入到C++语言中，预定义了字符串类( string类)，string类提供了对字符串进行处理所需要的操作。使用 string类需要包含头文件 string。string类封装了串的属性并提供了一系列允许访问这些属性的函数。

string类的构造函数

string()：默认构造函数，创建一个长度为0的字符串。
string(const string& rhs)：复制构造函数，用已有的string对象初始化新的string对象。
string(const char* s)：使用指向字符串常量的指针*s初始化string对象。
string(const string& rhs, unsigned int pos, unsigned int n)：从rhs对象的pos位置开始提取n个字符，用它们初始化新的string对象。
string(const char* s, unsigned int n)：使用指针s所指字符串的前n个字符初始化string对象。
string(unsigned int n, char c)：将字符c重复n次，用于初始化string对象

由于string类接收const char*类型的构造函数，字符串常量和字符数组都可以隐式转换为string对象。
string str = "Hello world!";

`string`类的操作符

string类重载了许多操作符，支持赋值、连接、比较等功能

操作符	示例	功能说明
+	s + t	将字符串s和t连接成新串
=	s = t	用t更新s
+=	s += t	等价于s = s + t
==	s == t	判断s和t是否相等
!=	s != t	判断s和t是否不等
<	s < t	判断s是否小于t（字典顺序）
<=	s <= t	判断s是否小于或等于t
>	s > t	判断s是否大于t
>=	s >= t	判断s是否大于或等于t
[ ]	s[i]	访问字符串s中下标i的字符

字符串的大小比较是按字典顺序进行，遵循以下规则：

如果两串长度和内容都相同，则==。
如果第一个不相同字符的ASCII码较小，则对应的字符串较小。
如果一串是另一串的前缀，则前缀串较小。

常用成员函数

以下是一些string类的常用成员函数：

追加：string append(const char* s)：将字符串s追加到本串尾部。
赋值：string assign(const char* s)：将s赋值给本对象。
比较：int compare(const string& str) const：比较本字符串和str的大小。
插入：string& insert(unsigned int p0, const char* s)：将s插入到本串的p0位置前。
取子串：string substr(unsigned int pos, unsigned int n) const：返回从pos位置开始的n个字符的子串。
查找：unsigned int find(const basic_string& str) const：查找并返回str第一次在本串中出现的位置。
获取长度：unsigned int length() const：返回字符串的长度（字符个数）。
交换：void swap(string& str)：交换本字符串和str的内容。

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

// 根据 value 的值输出 true 或 false，title 为提示文字
inline void test(const char *title, bool value) {
    cout << title << " returns " << (value ? "true" : "false") << endl;
}

int main() {
    string s1 = "DEF";
    cout << "s1 is " << s1 << endl;
    
    string s2;
    cout << "Please enter s2: ";
    cin >> s2;  // 输入字符串 s2
    cout << "length of s2: " << s2.length() << endl;  // 输出 s2 的长度

    // 比较运算符的测试
    test("s1 <= \"ABC\"", s1 <= "ABC");     // 判断 s1 是否小于等于 "ABC"
    test("\"DEF\" <= s1", "DEF" <= s1);     // 判断 "DEF" 是否小于等于 s1

    // 连接运算符的测试
    s2 += s1;  // 将 s1 连接到 s2 的末尾
    cout << "s2 = s2 + s1: " << s2 << endl;
    cout << "length of s2: " << s2.length() << endl;  // 输出连接后的 s2 的长度

    return 0;
}

`getline`函数

getline函数是用于从输入流中读取字符串的函数，在C++中，常用于从cin或文件中获取一行字符串。

getline不会忽略开头的空白字符（空格、制表符等），直接将其作为内容的一部分。
getline读取结束后，分隔符本身不会包含在字符串中，但会从输入流中移除

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

int main() {
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
        string city, state;
        
        // 以逗号为分隔符读取城市名称
        getline(cin, city, ',');
        
        // 读取国家/地区名称，直到行尾
        getline(cin, state);
        
        cout << "City: " << city << " State: " << state << endl;
    }
    return 0;
}