string：字符串处理

这是什么：std::string——C++ 里装文字的容器，能拼、能切、能查，内存全自动帮你管。

为什么用：上一章的 vector 只会装数字，那名字、句子、文件路径这些文字怎么办？用 char 数组手拼又长又容易越界，string 一行就能搞定，用起来和 vector 一个路数。

如何用：声明一个 std::string 就能上手，本章先把拼接、长度这些基本操作过一遍，再练 substr 切片和 find 查找。

定义与拼接

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string who = "小青蛙";
    std::cout << "你好，" + who + "！" << std::endl;  // 拼接：直接 +

    std::string word = "frog";
    std::cout << word.length() << std::endl;  // 长度
    std::cout << word[0] << std::endl;        // 首字符
    return 0;
}

你会看到：

你好，小青蛙！
4
f

拼接就是 +，长度用 length()，下标从 0 起取单个字符——全是你熟悉的味道。

⚠️ 一个中文特有的坑：length() 数的是字节。UTF-8 编码里一个常用汉字占 3 个字节，所以 "小青蛙" 的 length() 是 9 不是 3。入门阶段记住这个坑，以后遇到"长度对不上"，先想到它。

汉字长度实验

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string s = "小青蛙";
    std::cout << s.length() << std::endl;  // 9（3 个汉字 × 3 字节），不是 3
    std::cout << s.size() << std::endl;    // size() 和 length() 一样，也是 9
    return 0;
}

切片：substr

Python 有切片，string 有 substr(起点, 个数)：

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string file = "frog.png";

    std::cout << file.substr(5) << std::endl;      // 从下标 5 取到结尾
    std::cout << file.substr(0, 4) << std::endl;   // 从 0 起取 4 个
    std::cout << "点在第 " << file.find(".") << " 位" << std::endl;
    return 0;
}

你会看到：

png
frog
点在第 4 位

查找：find

find 返回子串第一次出现的下标；找不到时返回特殊值 npos，所以查找前先比一比：

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string file = "frog.png";

    if (file.find(".png") != std::string::npos) {
        std::cout << "是图片文件" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "不是图片文件" << std::endl;
    }
    return 0;
}

你会看到：

是图片文件

查找与替换：更多用法

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string s = "hello world";

    // 查找子串位置
    std::cout << s.find("world") << std::endl;  // 6

    // 替换：从位置 6 开始，替换 5 个字符为 "cpp"
    s.replace(6, 5, "cpp");
    std::cout << s << std::endl;  // hello cpp

    // 插入：在位置 5 插入 ", "
    s.insert(5, ", ");
    std::cout << s << std::endl;  // hello, cpp

    // 删除：从位置 5 开始删除 7 个字符
    s.erase(5, 7);
    std::cout << s << std::endl;  // hello
    return 0;
}

和 char[] 的恩怨

C 语言里字符串是 char 数组，结尾还要补个 '\0'，一不留神就越界；C++ 的 string 把这些全自动化了。新代码放心用 string，将来读老代码时再会会 char[] 不迟。

常用操作速查

记忆口诀

拼接用加号，长度 length 数；substr 切片，find 找不到是 npos。

❓ 常见问题

Q1：std::string 和 C 风格字符串 char[] 有什么区别？

char[] 是固定大小的数组，要手动管理 '\0' 结尾，容易越界；std::string 自动管理内存，可动态增长，有丰富的成员函数，更安全更方便。

Q2：length() 返回的是字符数还是字节数？

是字节数。一个英文字母 1 字节，一个常用汉字 UTF-8 编码 3 字节。想获取"字符数"（把一个汉字算 1 个），需要更复杂的处理，入门阶段先记住"按字节算"这个坑。

Q3：find 找不到返回什么？

返回 std::string::npos，这是一个很大的无符号数值，表示"未找到"。比较时用 != std::string::npos 判断找到，== std::string::npos 判断没找到。

⚠️ 新手翻车现场

翻车一：中文长度对不上

std::string s = "小青蛙";
std::cout << s.length();  // 打印 9，不是 3

问题：length() 数字节，3 个汉字 × 3 字节 = 9。

修正：入门阶段先记住这个坑；需要精确字符数时，可用第三方库或按字符编码逐个解码。

翻车二：find 找不到却直接当下标用

std::string s = "hello";
size_t pos = s.find("xyz");  // 返回 npos
std::cout << s[pos];         // 越界，未定义行为

问题：找不到时 pos 是 npos（一个很大的数），拿它当下标访问会越界。

修正：先判断 if (pos != std::string::npos) 再用。

翻车三：substr 参数超出长度

std::string s = "hi";
s.substr(0, 100);  // 第二个参数大于剩余长度

问题：substr 允许 n 超过剩余长度，实际只取到字符串结尾，不会报错。但如果起点 a 超过长度，会抛出 out_of_range 异常。

修正：起点必须在有效范围内，n 可以大（自动截断到结尾）。

🎯 什么时候用 string

• 处理文本：拼接、切片、查找、替换
• 需要动态长度的字符序列
• 替代 C 风格的 char[]，避免手动内存管理

📝 本章小结

• std::string 能拼（+）、切（substr）、查（find）、改（replace/insert/erase）
• length()/size() 返回字节数，中文一个字 3 字节，记住这个坑
• find 找不到返回 npos，用前先判断
• 新代码优先用 string，避免 char[] 的手动内存管理
• 记忆口诀：拼接用加号，长度 length 数；substr 切片，find 找不到是 npos。

动手改

1. 把 file 换成 "yourname.jpg"，分别取出主名和后缀
2. 用 find 找出字母 o 在 "frog" 里的位置并打印
3. 拼一句自我介绍：把名字和一个年龄数字（用 std::to_string(age) 转成字符串）用 + 连起来输出
4. 用 replace 把 "hello world" 里的 world 换成 cpp

下一章：map 与 set，键值对和去重神器来了 🐸