C 风格字符串

C 风格字符串就是以空字符 \0 结尾的字符数组。

操作风格字符串函数定义在 头文件中。

常见的操作：

• 传入此类函数的指针必须指向以空字符作为结尾的数组，否则行为是未定义的。
• strcat 和 strcpy 都需要程序员保证内存不会溢出，否则行为将是未定义的。

字符串字面量

字面量池

与字符串字面量关联的内存位于内存的只读部分，通过这种方式，编译器可以重用等价字符串字面量的引用，从而优化内存的使用，这种技术称为字面量池。

字符串字面值赋值给变量，不能通过变量修改字符串字面量，这将产生未定义的行为，通常在引用字符串常量时，使用 const char*：

char* ptr = "hello"; //@ 字符串字面量赋值给变量
ptr[0] = 'H'; //@ 未定义的行为

const char* cptr = "hello";

字符串字面值初始化字符数组，此时编译器会创建一个足够能容下这个字符串的数组，然后将字符串复制给这个数组，此时编译器不会将字面量放在只读内存中，也不会进行字面量池操作：

char arr[] = "hello"; //@ 字符串字面量初始化字符数组
ptr[0] = 'H'; //@ 可以修改

原始字符串字面量

原始字符串字面量形式：

R"(      ...string...       )"

例如：

const char* str = R"(hello,"World")";

const char* str2 = R"(Line1
Line2
)";

如果要在字符串中嵌入 )" 则需要扩展原始字符串字面量语法：

R"prefix_sequence(      ...string...       )suffix_sequence"

这里 prefix_sequence 和 suffix_sequence 是可选的分隔序列，必须一致，最多 16 个字符。

const char* str = R"-((Embed))-";

cctype

cctype 头文件中定义了一组函数：

string

string 表示可变长度的字符串。string 类型包含在 头文件中。实际上是 basic_string 模板类的一个实例。

定义和初始化 string 对象

string 对象上的操作

string 字面量

源代码中字符串字面量通常解释为 const char*，添加 s 后缀可以把字符串字面量解释为 string ：

auto string1 = "hello"; //@ string1 类型是 const char*
auto string2 = "hello"s; //@ string2 类型是 string

数值转换函数

数值转换成字符串

std::string to_string(int value);
std::string to_string(long value);
std::string to_string(long long value);

std::string to_string(unsigned value);
std::string to_string(unsigned long value);
std::string to_string(unsigned long long value);

std::string to_string(float value);
std::string to_string(double value);
std::string to_string(long double value);

字符串转换成数值

int       stoi(const std::string& str, std::size_t* pos = 0, int base = 10);
long      stol(const std::string& str, std::size_t* pos = 0, int base = 10);
long long stoll(const std::string& str, std::size_t* pos = 0, int base = 10);

float       stof(const std::string& str, std::size_t* pos = 0);
double      stod(const std::string& str, std::size_t* pos = 0);
long double stold(const std::string& str, std::size_t* pos = 0);

unsigned long      stoul(const std::string& str, std::size_t* pos = 0, int base = 10);
unsigned long long stoull(const std::string& str, std::size_t* pos = 0, int base = 10);

• str 是要转换的字符串，pos 接受第一个未转换的字符索引，base 是转换过程中使用的进制。
• 如果不能执行任何转换会抛出 invalid_argument 异常，如果转换的值超出类型的表示范围，抛出 out_of_range 异常。

低级数值转换

C++ 17 提供了一些低级数值转换函数，定义在 charconv 头文件中。这些函数不执行内存分配，由使用者分配缓冲区，与更高级的数值转换函数相比，运行速度要高几个数量级。

数值转换成字符串

std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last,int value, int base = 10);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, float value);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, double value);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, long double value);

std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, float value,std::chars_format fmt);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, double value,std::chars_format fmt);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, long double value,std::chars_format fmt);

std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, float value,std::chars_format fmt, int precision);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, double value,std::chars_format fmt, int precision);
std::to_chars_result to_chars(char* first, char* last, long double value,std::chars_format fmt, int precision);

• first, last：要写入的字符范围。

• value：要转换到其字符串表示的值。

• base：使用的整数基底： 2 与 36 间的值（含上下限）。

• fmt：使用的浮点格式， std::chars_format 类型的位掩码：

  enum class chars_format {
      scientific,
      fixed,
      hex,
      general = fixed | scientific
  };
  

• precision：使用的浮点精度。

• to_chars_result：

  struct to_chars_result {
  char* ptr;
  std::errc ec;
  };
  

  • 成功时：ec 等于初始值 std::errc，ptr 指向被写入字符尾后一位置的指针。
  • 错误时：ec 的值为 std::errc::value_too_large，ptr 的值为 last。

  std::array str;
  if (auto [p, ec] = std::to_chars(str.data(), str.data() + str.size(), 42); ec == std::errc())
  std::cout << std::string_view(str.data(),p - str.data()) << std::endl;
  

字符串转换成数值

std::from_chars_result from_chars(const char* first, const char* last,int& value, int base = 10);
std::from_chars_result from_chars(const char* first, const char* last, float& value,std::chars_format fmt = std::chars_format::general);
std::from_chars_result from_chars(const char* first, const char* last, double& value,std::chars_format fmt = std::chars_format::general);
std::from_chars_result from_chars(const char* first, const char* last, long double& value,std::chars_format fmt = std::chars_format::general);

• from_chars 不会忽略前导空白字符。

• from_chars_result：

  struct from_chars_result {
      const char* ptr;
      std::errc ec;
  };
  

  • 成功时：ptr 指向首个不匹配的模式的字符，若所有字符都匹配则指向 last， ec 被值初始化。
  • 若无可匹配模式：ec 的值为 std::errc::invalid_argument，ptr 的值为 first，不修改 value。
  • 若模式匹配，但是分析值不在 value 类型表示范围内：ec 的值为 std::errc::out_of_range，ptr 指向首个不匹配模式的字符，不修改 value。

  std::array str{"42"};
  int result;
  std::from_chars(str.data(), str.data() + str.size(), result);
  std::cout << result << std::endl;
  

string_view

C++ 17 引入了 string_view 类，string_view 类是 std::basic_string_view 类模板的实例化，定义在 中。

string_view 可以看作是 const string& 和 const char* 的替代品，它指向字符串的指针以及字符串的长度。

string_view 支持与 std::string 相似的接口：

• 缺少 c_str() 但是支持 data()。
• 增加了 remove_prefix(size_t) 和 remove_suffix(size_t) 方法。

无法从 string_view 隐式构建一个 std::string ：

• 要么使用显式的 std::string 构造函数。
• 要么使用 string_view::data() 成员函数。

string_view 字面量

在字符串字面量添加 sv 后缀会解释为 string_view 字面量。

auto sv = "hello"sv;

要使用 string_view 字面量需要：

using namespace std::string_view_literals;
//@ 或者
using namespace std;