C++ 字符串与字符数组详解

在C++中，有两种类型的字符串表示形式：

C-风格字符串
C++引入的string类

C-风格字符串

C 风格的字符串起源于 C 语言，并在 C++ 中继续得到支持。字符串实际上是使用 null 字符 ‘\0’ 终止的一维字符数组。因此，一个以 null 结尾的字符串，包含了组成字符串的字符。
下面的声明和初始化创建了一个 “Hello” 字符串。由于在数组的末尾存储了空字符，所以字符数组的大小比单词 “Hello” 的字符数多一个。

char greeting[6] = {
  
  'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};

其实，您不需要把 null 字符放在字符串常量的末尾。C++ 编译器会在初始化数组时，自动把 ‘\0’ 放在字符串的末尾。所以也可以利用下面的形式进行初始化

char greeting[] = "Hello";

以下是 C/C++ 中定义的字符串的内存表示：

C++ 中有大量的函数用来操作以 null 结尾的字符串：

序号	函数	功能
1	strcpy(s1,s2)	复制字符串 s2 到字符串 s1
2	strcat(s1,s2)	连接字符串 s2 到字符串 s1 的末尾
3	strlen(s1)	返回字符串 s1 的长度
4	strcmp(s1,s2)	返回s1与s2的比较结果
5	strchr(s1,ch)	返回一个指针，指向字符串s1中字符ch的第一次出现的位置
6	strstr(s1,s2)	返回一个指针，指向字符串s1中s2的第一次出现的位置

C++ 中的 String 类

C++ 标准库提供了 string 类类型，支持上述所有的操作，另外还增加了其他更多的功能。比如：

append() – 在字符串的末尾添加字符
find() – 在字符串中查找字符串
insert() – 插入字符
length() – 返回字符串的长度
replace() – 替换字符串
substr() – 返回某个子字符串
…

4种字符串类型

C++中的字符串一般有以下四种类型，

string
char*
const char*
char[]

下面分别做简单介绍，并说明其中的一些区别

string

string是一个C++类库中的一个类，它位于名称空间std中，因此必须使用using编译指令或者std::string来引用它。它包含了对字符串的各种常用操作，它较char*的优势是内容可以动态拓展，以及对字符串操作的方便快捷，用+号进行字符串的连接是最常用的操作

char*

char* 是指向字符串的指针(其实严格来说，它是指向字符串的首个字母)，你可以让它指向一串常量字符串。

const char*

该声明指出，指针指向的是一个const char类型，即不能通过当前的指针对字符串的内容作出修改

注意这里有两个概念：

char * const [指向字符的静态指针]
const char * [指向静态字符的指针]

前者const修饰的是指针，代表不能改变指针
后者const修饰的是char，代表字符不能改变，但是指针可以变，也就是说该指针可以指针其他的const char。

char[]

与char*与许多相同点，代表字符数组，可以对应一个字符串，如

char * a="string1";
char b[]="string2";

这里a是一个指向char变量的指针，b则是一个char数组（字符数组）
也就是说：

二者的不同点

一，char*是变量，值可以改变， char[]是常量，值不能改变！
a是一个char型指针变量，其值（指向）可以改变；
b是一个char型数组的名字，也是该数组首元素的地址，是常量，其值不可以改变

二，char[]对应的内存区域总是可写，char*指向的区域有时可写，有时只读
比如：

char * a="string1";
char b[]="string2";
gets(a); //试图将读入的字符串保存到a指向的区域，运行崩溃！ 
gets(b) //OK

解释： a指向的是一个字符串常量，即指向的内存区域只读；
b始终指向他所代表的数组在内存中的位置，始终可写！

注意，若改成这样gets(a)就合法了：

char * a="string1";
char b[]="string2";
a=b; //a,b指向同一个区域
gets(a) //OK
printf("%s",b) //会出现gets(a)时输入的结果

解释： a的值变成了是字符数组首地址，即&b[0]，该地址指向的区域是char *或者说 char[8]，习惯上称该类型为字符数组，其实也可以称之为“字符串变量”，区域可读可写。

总结：char *本身是一个字符指针变量，但是它既可以指向字符串常量，又可以指向字符串变量，指向的类型决定了对应的字符串能不能改变！

三，char * 和char[]的初始化操作有着根本区别：
测试代码：

char *a="Hello World"; 
char b[]="Hello World"; 
printf("%s, %d\n","Hello World", "Hello World"); 
printf("%s, %d %d\n", a, a,  &a);                           
printf("%s, %d %d\n", b,     b,  &b);

结果：

Hello World，13457308
Hello World，13457308    2030316
Hello World，2030316 2030316

结果可见：尽管都对应了相同的字符串，但”Hellow World”的地址和 a对应的地址相同，与b指向的地址有较大差异；&a 、&b都是在同一内存区域，且&b==b
根据c内存区域划分知识，我们知道，局部变量都创建在栈区，而常量都创建在文字常量区，显然，a、b都是栈区的变量，但是a指向了常量（字符串常量），b则指向了变量（字符数组），指向了自己(&b==b==&b[0])。
说明以下问题：
char * a=”string1”;是实现了3个操作：

声明一个char*变量(也就是声明了一个指向char的指针变量);
在内存中的文字常量区中开辟了一个空间存储字符串常量”string1”
返回这个区域的地址，作为值，赋给这个字符指针变量a

最终的结果：指针变量a指向了这一个字符串常量“string1”
（注意，如果这时候我们再执行：char * c=”string1”；则，c==a，实际上，只会执行上述步骤的1和3，因为这个常量已经在内存中创建）

char b[]=”string2”;则是实现了2个操作：

声明一个char 的数组，
为该数组“赋值”，即将”string2”的每一个字符分别赋值给数组的每一个元素

最终的结果：“数组的值”（注意不是b的值）等于”string2”，而不是b指向一个字符串常量

实际上， char * a=”string1”; 的写法是不规范的！
因为a指向了即字符常量，一旦strcpy(a,”string2”)就糟糕了，试图向只读的内存区域写入，程序会崩溃的！尽管VS下的编译器不会警告，但如果你使用了语法严谨的Linux下的C编译器GCC，或者在windows下使用MinGW编译器就会得到警告。
所以，我们还是应当按照”类型相同赋值”的原则来写代码：

const char * a="string1";

保证意外赋值语句不会通过编译

另外，关于char*和char[]在函数参数中还有一个特殊之处，运行下面的代码

void fun1 ( char *p1,  char p2[] ) {
 printf("%s %d %d\n",p1,p1,&p1);
 printf("%s %d %d\n",p2,p2,&p2);
p2="asdf"; //通过! 说明p2不是常量！ 
printf("%s %d %d\n",p2,p2,&p2);
}
void main(）{
char a[]="Hello";
fun1(a,a);
}

运行结果：

Hello 3471628 3471332
Hello 3471628 3471336
asdf 10704764 3471336

结果出乎意料！上面结果表明p2这时候根本就是一个指针变量！
结论是：作为函数的形式参数，两种写法完全等效的！都是指针变量！

const char*与char[]的区别：
const char * a=”string1”
char b[]=”string2”;
二者的区别在于：

a是const char 类型， b是char const类型
（或者理解为 (const char)xx 和 char (const xx) ）
a是一个指针变量，a的值（指向）是可以改变的，但a只能指向（字符串）常量，指向的区域的内容不可改变；
b是一个指针常量，b的值（指向）不能变；但b指向的目标（数组b在内存中的区域）的内容是可变的
作为函数的声明的参数的时候，char []是被当做char *来处理的！两种形参声明写法完全等效！

字符串类型之间的转换： string、const char、 char 、char[]相互转换

一、转换表格

源格式->目标格式	string	char*	const char*	char[]
string	NULL	直接赋值	直接赋值	直接赋值
char*	strcpy	NULL	const_cast	char*=char
const char*	c_str()	直接赋值	NULL	const char*=char;
char[]	copy()	strncpy_s()	strncpy_s()	NULL

二、总结方法：

变成string,直接赋值。
char[]变成别的，直接赋值。
char*变constchar*容易，const char*变char*麻烦。<const_cast><char*>(constchar*);
string变char*要通过const char*中转。
变成char[]。string逐个赋值，char* const char* strncpy_s()。

三，代码示例

1、string转为其他类型

①、string转const char*

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    std::string str = "HelloWorld!";     //初始化string类型，并具体赋值
    const char* constc = nullptr;         //初始化const char*类型，并赋值为空
    constc= str.c_str();                 //string类型转const char*类型
    printf_s("%s\n", str.c_str());        //打印string类型数据 .c_str()
    printf_s("%s\n", constc);             //打印const char*类型数据
    return 0;
}

②、string转char*

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    std::string str = "HelloWorld!";     //初始化string类型，并具体赋值
    char* c = nullptr;                    //初始化char*类型，并赋值为空
    const char* constc = nullptr;         //初始化const char*类型，并赋值为空
    constc= str.c_str();                 //string类型转const char*类型
    c= const_cast<char*>(constc);        //const char*类型转char*类型
    printf_s("%s\n", str.c_str());        //打印string类型数据 .c_str()
    printf_s("%s\n",c);                  //打印char*类型数据
    return 0;

}

③、string转char[]

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    std::string str = "HelloWorld!";      //初始化string类型，并具体赋值
    char arrc[20] = {
  
  0};                   //初始化char[]类型，并赋值为空
    for (int i = 0; i < str.length(); i++) //string类型转char[]类型
    {
        arrc[i]=str[i];
    }
    printf_s("%s\n", str.c_str());         //打印string类型数据 .c_str()
    printf_s("%s\n", arrc);                //打印char[]类型数据
    return 0;
}

2、const char*转为其他类型

①const char*转string

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    const char* constc = "Hello World!";     //初始化const char* 类型，并具体赋值
    std::string str;                        //初始化string类型
    str= constc;                            //const char*类型转string类型
    printf_s("%s\n", constc);                //打印const char* 类型数据
    printf_s("%s\n", str.c_str());           //打印string类型数据
    return 0;
}

②const char*转char*

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    const char* constc = "Hello World!";     //初始化const char* 类型，并具体赋值
    char* c = nullptr;                       //初始化char*类型
    c= const_cast<char*>(constc);           //const char*类型转char*类型
    printf_s("%s\n", constc);                //打印const char* 类型数据
    printf_s("%s\n", c);                     //打印char*类型数据
    return 0;
}

③const char*转char[]

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    const char* constc = "Hello World!";     //初始化const char* 类型，并具体赋值
    char arrc[20] = { 0 };                   //初始化char[]类型，并赋值为空
    strncpy_s(arrc,constc,20);              //const char*类型转char[]类型
    printf_s("%s\n", constc);                //打印const char* 类型数据
    printf_s("%s\n", arrc);                  //打印char[]类型数据
    return 0;
}

3、char*转为其他类型

①char*转string

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    char* c = "HelloWorld!";           //初始化char* 类型，并具体赋值
    std::string str;                   //初始化string类型
    str= c;                            //char*类型转string类型
    printf_s("%s\n", c);                //打印char* 类型数据
    printf_s("%s\n", str.c_str());      //打印string类型数据
    return 0;
}

②char*转const char*

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    char* c = "HelloWorld!";         //初始化char* 类型，并具体赋值
    const char* constc = nullptr;     //初始化const char* 类型，并具体赋值
    constc= c;                       //char*类型转const char* 类型
    printf_s("%s\n", c);              //打印char* 类型数据
    printf_s("%s\n", constc);         //打印const char* 类型数据
    return 0;
}

③char*转char[]

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    char* c = "HelloWorld!";         //初始化char* 类型，并具体赋值
    char arrc[20] = { 0 };           //初始化char[] 类型，并具体赋值
    strncpy_s(arrc,c,20);             //char*类型转char[] 类型
    printf_s("%s\n", c);              //打印char* 类型数据
    printf_s("%s\n", arrc);           //打印char[]类型数据
    return 0;
}

4、char[]转为其他类型

#include "stdafx.h"
#include <iostream>
int _tmain(intargc, _TCHAR* argv[])
{
    char arrc[20] = "HelloWorld!";//初始化char[] 类型并具体赋值
    std::string str;                 //初始化string
    const char* constc = nullptr;   //初始化const char*
    char*c = nullptr;                //初始化char*
    str= arrc;                     //char[]类型转string类型
    constc= arrc;             //char[]类型转const char* 类型
    c= arrc;                        //char[]类型转char*类型
    printf_s("%s\n", arrc);         //打印char[]类型数据
    printf_s("%s\n", str.c_str());  //打印string类型数据
    printf_s("%s\n", constc);       //打印const char* 类型数据
    printf_s("%s\n", c);            //打印char*类型数据
    return 0;
}

今天的文章C++ 字符串与字符数组详解分享到此就结束了，感谢您的阅读。

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