C++中的std::string有哪些常用操作？（函数汇总）

std::string 是 C++ 标准库中封装动态字符数组、自动管理内存的核心字符串类，支持构造赋值、访问遍历、容量查询、修改操作、查找搜索、子串比较及实用技巧。

std::string 是 C++ 标准库中处理文本最核心的类，封装了动态字符数组，自动管理内存，支持常见字符串操作。它定义在 <string></string> 头文件中，底层基于连续内存（通常为 char 数组），具备值语义（拷贝安全、可直接比较、可作为容器元素）。

构造与赋值

支持多种初始化方式：

• 默认构造：std::string s; → 空字符串
• 从 C 风格字符串构造：std::string s = "hello"; 或 std::string s("world");
• 重复字符构造：std::string s(5, 'a'); → "aaaaa"
• 子串构造：std::string s2(s1, pos, len); 或 std::string s2(s1.substr(pos, len));
• 迭代器范围构造：std::string s(first_it, last_it);
• 赋值操作：s = "new";、s.assign("abc");、s.assign(3, 'x');、s.assign(it1, it2);

访问与遍历

提供安全且高效的元素访问接口：

• s[i]：不检查越界（类似数组，快但不安全）
• s.at(i)：带下标检查，越界抛 std::out_of_range
• s.front() / s.back()：获取首尾字符（非空时有效）
• 迭代器：s.begin()、s.end()、s.cbegin() 等，支持范围 for 循环：for (char c : s) { ... }
• s.data()：返回指向内部缓冲区的 const char*（C++11 起保证以 '\0' 结尾，可用作 C 接口输入）

容量与状态查询

用于判断和预分配空间：

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• s.empty()：是否为空（比 s.size() == 0 更清晰高效）
• s.size() / s.length()：字符数（等价，size() 更常用）
• s.max_size()：系统允许的最大长度（极少手动使用）
• s.capacity()：当前已分配内存能容纳的字符数（不一定等于 size）
• s.reserve(n)：预留至少 n 字符空间，避免后续追加时频繁重分配
• s.shrink_to_fit()：请求释放多余容量（C++11，非强制，实现可忽略）

修改操作

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• 拼接：s += "abc";、s.append("def");、s.push_back('x');
• 插入：s.insert(pos, "xyz");、s.insert(pos, n, c);、s.insert(it, c);
• 删除：s.erase(pos, len);、s.erase(it);、s.erase(first, last);
• 替换：s.replace(pos, len, "new");、s.replace(it1, it2, "new");
• 清空：s.clear();（size 变 0，capacity 不变）
• 交换：s1.swap(s2); 或 std::swap(s1, s2);（常数时间，高效）

查找与搜索

返回位置索引（size_t 类型），失败时返回 std::string::npos（通常是 -1 的无符号表示）：

• s.find("sub");：从头正向查找第一次出现位置
• s.rfind("sub");：从尾反向查找最后一次出现位置
• s.find_first_of("aeiou");：查找任意一个给定字符首次出现位置
• s.find_last_of("0123456789");：查找任意一个数字最后一次出现位置
• s.find_first_not_of(" \t\n");：查找首个非空白字符位置（常用于 trim）
• s.find_last_not_of(" \t\n");：查找最后一个非空白字符位置

子串与比较

提取与判断关系：

• s.substr(pos, len);：返回从 pos 开始、最多 len 个字符的新字符串（len 默认到末尾）
• 比较操作符：、!=、、<code>、<code>>、>=（字典序，区分大小写）
• s.compare(t);：返回负/0/正，类似 strcmp；也可用 s.compare(pos1, len1, t, pos2, len2); 比较子串

实用小技巧

一些高频但非成员函数的操作（需配合算法或手动实现）：

• 去除首尾空白：结合 find_first_not_of 和 find_last_not_of 计算边界后 substr
• 按分隔符分割：无内置 split，常用 std::stringstream 或循环调用 find/substr
• 大小写转换：无直接成员函数，需遍历 + std::toupper/std::tolower（注意 locale）
• 数值转换：C++11 起支持 std::stoi、std::stod 等（在 <string></string> 中声明）

掌握这些操作，就能覆盖绝大多数日常字符串处理需求。实际使用中优先考虑安全性（如用 at() 替代 [] 调试期）、效率（合理 reserve）、可读性（运算符重载让代码接近自然语言）。

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