c++字符串与c风格字符串

• • 1. C风格的字符串
  • 2. 字符串字面量
  • 3.C++ std::string 类
  • • 3.1 C风格字符串的优势和劣势
    • 3.2 使用string类
    • • 3.2.1 std::string 字面量
      • 3.2.2 c++字符串的数值转换
      • • (1)字符串转数值
        • (2)数值转字符串
      • 3.2.3 c++常用字符串函数
      • 3.2.4 原始字符串字面量

你编写的每个应用程序都会使用某种类型的字符串。使用老式C语言时，没有太多的选择，只

能使用普通的以null结尾的字符数组来表示字符串。遗憾的是，这种表示方式会导致很多问题，例 如会导致安全攻击的缓冲区溢出。C++ STL包含了一个安全易用的std::string类，这个类没有这些 缺点。

1. C风格的字符串

在C语言中，字符串表示为字符的数组。字符串中的最后一个字符是空字符(\0’)
C++包含一些来自C语言的字符串操作函数，它们在< cstring >头文件中定义。

C和C++中的sizeof操作符可用于获得给定数据类型或变量的大小。例如，sizeof(char)返回1,
因为char的大小是1字节。但是，在C风格的字符串中，sizeof()和strlen()是不同的。绝对不要通过 sizeof()获得字符串的大小。如果C风格的字符串存储为char[],则sizeof()返回字符串使用的实际内存，包括‘\0’字符。例如：

char text[]= "abcdef";
size_t s1= sizeof(text); // is 7
size_t s2 = strlen(text); // is 6

但是，如果C风格的字符串存储为char*, sizeof()就返回指针的大小！例如：

const char* text2 = "abcdef";
size_t s3 = sizeof(text2); // is platform-dependent
size_t s4 = strlen(text2); // is 6

在32位模式编译时，s3的值为4,而在64位编译时，s3的值为8,因为这返回的是指针const char*
的大小。可在＜cstring＞头文件中找到操作字符串的C函数的完整列表。

在Microsoft Visual Studio中使用C风格的字符串函数时，编译器可能会给 出安全相关的警告甚或错误，说明这些函数已经被废弃了。使用其他C标准库函数可以避免这些警告，例如
strcpy_s()和strcat_s()，这些函数是“安全C库” (ISO/IEC TR 24731)标准的一部分。然而，最好的解决方案是切换到C++的 string 类。

2. 字符串字面量

注意，C++程序中编写的字符串要用引号包围。例如，下面的代码输出字符串”hello”,这段代码
包含这个字符串本身，而不是一个包含这个字符串的变量:

cout <<"hello" << endl;

在上面的代码中，”hello”是一个字符串字面量（string literal),因为这个字符串以值的形式写出，
而不是一个变量。与字符串字面量关联的真正内存在内存的只读部分中。通过这种方式，编译器可 以重用等价字符串字面量的引用，来优化内存的使用。也就是说，即使一个程序使用了 500次”hello”字符串字面量，编译器也只在内存中创建一个hello实例。这种技术称为字面量池
(literal pooling)。
字符串字面量可以赋值给变量，但因为字符串字面量位于内存的只读部分，且使用了字面量池,
所以这样做会产生风险。C++标准正式指出：字符串字面量的类型为“n个const char的数组”，然而为了向后兼容较老的不支持const的代码，大部分编译器不会强制程序将字符串字面量赋值给 const char类型的变量。这些编译器允许将字符串赋值给不带有const的char，而且整个程序可以 正常运行，除非试图修改字符串。一般情况下，试图修改字符串的行为是没有定义的。它可能会导 致程序崩溃；可能使程序继续执行，看起来没有什么莫名其妙的副作用；可能不加通告地忽略修改 行为；可能修改行为是有效的，这完全取决于编译器。例如，下面的代码展示了未定义的行为：

char* ptr = "hello"; // Assign the string literal to a variable.
ptr[1] = 'a ';       // Undefined behavior!

一种更安全的编码方法是在引用字符串常量时，使用指向 const 字符的指针。下面的代码包含
同样的 bug,但由于这段代码将字符串字面量赋值给 const char* 所以编译器会捕捉到任何写入只 读内存的企图。

const char* ptr = "hello";  // Assign the string literal to a variable.
ptr[ 1] = 'a';              // Error! Attempts to write to read-only memory

还可以将字符串字面量用作字符数组（char®的初始值。这种情况下，编译器会创建一个足以放 下这个字符串的数组，然后将字符串复制到这个数组。因此，编译器不会将字面量放在只读的内存中，也不会进行字面量的池操作。

char arr [] = "hello"; // Compiler takes care of creating appropriate sized 
					   // character array arr.
arr[ 1] = 'a ';        // The contents can be modified.

3.C++ std::string 类

C++提供了一个得到极大改善的字符串概念，并作为标准库的一部分提供了这个字符串的实现。 在C++中，std::string是一个类（实际上是basic string模板类的一个实例），这个类支持
＜cstring >中提 供的许多功能，还能自动管理内存分配。string类在std名称空间的< string >头文件中定义。

3.1 C风格字符串的优势和劣势

3.2 使用string类

尽管string是一个类，但是几乎总是可以把string当做内建类型使用。事实上，把string想象为
简单类型更容易发挥string的作用。通过运算符重载的神奇作用，C++的string使用起来比C字符串容易得多。

3.2.1 std::string 字面量

源代码中的字符串字面量通常解释为const char*。使用用户定义的标准字面量”s”可以把字符串
字面量解释为std::string。例如:

auto stringl = "Hello World"; // stringl will be a const char*
auto string2 = "Hello World"s; // string2 will be an std::string

3.2.2 c++字符串的数值转换

(1)字符串转数值

int stoi(const string& str, size_t *idx=0， int base=10)

stoi将n进制字符串转为十进制，第二个参数是字符串起始位置，第三个参数表示n进制

也可以直接用重载的 int stoi(const string& str),默认字符串为十进制，起始位置为0,制

#include<string>
#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
int main()
{ 
	int i=0;
	try
	{ 
		i = stoi("FEEF", 0, 16);
		//int i = stoi("我的"); 输入非法时，可以捕获异常"invalid stoi argument"
	}
	catch (exception e)
	{ 
		cout << e.what() << endl;
	}
	system("pause");
	return 0;
}

输出结果：

(2)数值转字符串

转十进制可以用to_string,但是低版本的编译器可能不支持

转多进制可以用_itoa_s，但似乎没有安全机制，导致无法捕获异常

	char cstr[20];
	_itoa_s(100,cstr,2);
	cout << cstr << endl;

转多进制还可以用 stringstream

#include<string>
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <bitset>
using namespace std;
int main()
{ 

   int num = 1234;
   stringstream stream;

   //转二进制
   stream << bitset<16>(num);
   cout << stream.str() <<endl;
   stream.str(""); //清空缓存，如果注释掉，那么会输出所有的历史结果
   //转8进制
   stream << oct << num;
   cout << stream.str() << endl;
   stream.str("");
   //转十六进制
   stream << hex << num;
   cout << stream.str() << endl;
   stream.str("");
   system("pause");
   return 0;
}

结果：

如果需要把格式化后的字符串通过>>输出到字符串, 必须每次都调用clear()方法

3.2.3 c++常用字符串函数

3.2.4 原始字符串字面量

原始字符串字面量(raw string literal)是可以横跨多行代码的字符串字面量，不需要转义嵌入的双引号，像\t和\1!这种转义序列不按照转义序列的方式处理，而是按照普通文本的方式处理。如果像下面这样编写普通的字符串字面量，那么会收到一个编译器错误，因为 字符串包含了未转义的引号：

string str = "Hello "World"!// Error!

对于普通的字符串，必须转义双引号，如下所示：

string str = "Hello \"World\"！"；

对于原始字符串字面量，就不需要转义引号了。
原始字符串字面量的写法:

string str = R"(Hello "World"!)";

原始字符串字面量可以跨越多行代码。例如，如果像下面这样编写普通的字符串字面量，那么会收到一个编译器错误，因为普通的字符串字面量不能跨越多行：

string str = "Line 1
Line 2 with \t"; // Error!

可使用如下原始字符串字面量来替代：

string str = R"(Line 1
Line 2 with \t)";

这也说明，使用原始字符串字面量时，\t转义字符没有替换为实际的制表符字符，而是按照字面形式保存。将str写入控制台得到的输出如下所示：
Line 1
Line 2 with \t
因为原始字符串字面量以)“结尾，所以使用这个语法时，不能在字符串中嵌入)”。例如，下面的 字符串是不合法的，因为在这个字符串中间包含了一个)”：

string str = R"(The characters )"n are embedded in this string)" // Error!

如果需要嵌入)”,则需要使用扩展的原始字符串字面量语法，如下所示：

R"d-char-sequence(r-char-sequence)d-char-sequence"

r-char-sequence是实际的原始字符串。d-char-sequence是可选的分隔符序列，原始字符串首尾的分隔符序列应该一致。分隔符序列最多能有16个字符。应选择未出现在原始字符串字面量中的序列作为分隔符序列。上面的例子可以改用唯一的分隔符序列：

string str = R"-(The characters )" are embedded in this string)-";

在操作数据库查询字符串和正则表达式等字符串时，原始字符串字面量可以令程序的编写更加方便。