字元串我們并不陌生。之前已經介紹過，一串字元連在一起就是一個“字元串”，比如用雙引号引起來的“Hello World！”就是一個字元串字面值。
字元串其實就是所謂的“純文字”，就是各種文字、數字、符号在一起表達的一串資訊；是以字元串就是C++中用來表達和處理文本資訊的資料類型。
1. 标準庫類型string
C++的标準庫中，提供了一種用來表示字元串的資料類型string，這種類型能夠表示長度可變的字元序列。和vector類似，string類型也定義在命名空間std中，使用它必須包含string頭檔案。
#include<string>
using namespace std;
（1）定義和初始化string
我們已經接觸過C++中幾種不同的初始化方式，string也是一個标準庫類型，它的初始化與vector非常相似。
// 預設初始化，空字元串
string s1;
// 用另一個字元串變量，做拷貝初始化
string s2 = s1;
// 用一個字元串字面值，做拷貝初始化
string s3 = "Hello World!";
// 用一個字元串字面值，做直接初始化
string s4("hello world");
// 定義字元和重複的次數，做直接初始化，得到 hhhhhhhh
string s5(8, 'h');
初始化方式主要有：
1. 預設初始化，得到的就是一個空字元串；
2. 拷貝初始化，用指派運算符（等号“=”）表示；可以使用另一個string對象，也可以使用字元串字面值常量；
3. 直接初始化，用括号表示；可以在括号中傳入一個字元串，也可以傳入字元和重複的次數
可以發現，字元串也可以看做資料元素的集合；它裡面的元素，就是字元。
（2）處理字元串中的字元
通過初始化已經可以看出，string的行為與vector非常類似。string同樣也可以通過下标運算符通路内部的每個字元。字元的“索引”，就是在字元串中的位置。
string str = "hello world";
// 擷取第3個字元
cout << "str[2] = " << str[2] << endl;
// 将第1個字元改為'H'
str[0] = 'H';
// 将最後一個字元改為'D'
str[str.size() - 1] = 'D';
cout << "str = " << str << endl;
字元串内字元的通路，跟vector内元素的通路類似，需要注意：
- string内字元的索引，也是從0開始；
- string同樣有一個成員函數size，可以擷取字元串的長度；
- 索引最大值為 (字元串長度 - 1)，不能越界通路；如果直接越界通路并指派，有可能導緻非常嚴重的後果，出現安全問題；
- 如果希望周遊字元串的元素，也可以使用普通for循環和範圍for循環，依次擷取每個字元
比如，我們可以考慮周遊所有字元，将小寫字母換成大寫：
// 周遊字元串中字元，将小寫字母變成大寫
for (int i = 0; i < str.size(); i++)
{
str[i] = toupper(str[i]);
}
這裡又調用了string的一個函數toupper，可以把傳入的字元轉換成大寫并傳回。
（3）字元串相加
string本身的長度是不定的，可以通過“相加”的方式擴充一個字元串。
// 字元串相加
string str1 = "hello", str2("world");
string str3 = str1 + str2; // str3 = "helloworld"
string str4 = str1 + ", " + str2 + "!"; // str4 = "hello, world!"
//string str5 = "hello, " + "world!"; // 錯誤，不能将兩個字元串字面值相加
需要注意：
- 字元串相加使用加号“+”來表示，這是算術運算符“+”的運算符重載，含義是“字元串拼接”；
- 兩個string對象，可以直接進行字元串相加；結果是将兩個字元串拼接在一起，得到一個新的string對象傳回；
- 一個string對象和一個字元串字面值常量，可以進行字元串相加，同樣是得到一個拼接後的string對象傳回；
- 兩個字元串字面值常量，不能相加；
- 多個string對象和多個字元串字面值常量，可以連續相加；前提是按照左結合律，每次相加必須保證至少有一個string對象；
（4）比較字元串
string類還提供幾種用來做字元串比較的運算符，“==”和“!=”用來判斷兩個字元串是否完全一樣；而“<”“>”“<=”“>=”則用來比較兩個字元串的大小。這些都是關系型運算符的重載。
str1 = "hello";
str2 = "hello world!";
str3 = "hehehe";
str1 == str2; // false
str1 < str2; // true
str1 >= str3; // true
字元串比較的規則為：
- 如果兩個字元串長度相同，每個位置包含的字元也都相同，那麼兩者“相等”；否則“不相等”；
- 如果兩個字元串長度不同，而較短的字元串每個字元都跟較長字元串對應位置字元相同，那麼較短字元串“小于”較長字元串；
- 如果兩個字元串在某一位置上開始不同，那麼就比較這兩個字元的ASCII碼，比較結果就代表兩個字元串的大小關系
2. 字元數組（C風格字元串）
通過對string的介紹可以發現，字元串就是一串字元的集合，本質上其實就是一個“字元的數組”。
在C語言中，确實是用char[]類型來表示字元串的；不過為了區分純粹的“字元數組”和“字元串”，C語言規定：字元串必須以空字元結束。空字元的ASCII碼為0，專門用來标記字元串的結尾，在程式中寫作’\0’。
// str1沒有結尾空字元，并不是一個字元串
char str1[5] = {'h','e','l','l','o'};
// str2是一個字元串
char str2[6] = { 'h','e','l','l','o','\0'};
cout << "str1 = " << str1 << endl;
cout << "str2 = " << str2 << endl;
如果每次用到字元串都要這樣定義，對程式員來說就非常不友好了。是以字元串可以用另一種更友善的形式定義出來，那就是使用雙引号：
char str3[] = "hello";
//char str3[5] = "hello"; // 錯誤，"hello"的長度為6
cout << "str3 = " << str3 << endl;
這就是我們所熟悉的字元串“字面值常量”。這裡需要注意的是，我們不需要再考慮末尾的空字元，編譯器會自動幫我們補全；但真實的字元串的長度，依然要包含空字元，是以上面的字元串“hello”長度不是5、而是6。
是以，C++中的字元串字面值常量，為了相容C依然定義為字元數組（char[]）類型，這和string是兩種不同類型；兩者的差別，跟數組和vector的差別類似，char[]是更底層的類型。一般情況下，使用string會帶來更多友善，也會更加安全。
3. 讀取輸入的字元串
程式中往往需要一些互動操作，如果想擷取從鍵盤輸入的字元串，可以使用多種方法。
（1） 使用輸入操作符讀取單詞
标準庫中提供了iostream，可以使用内置的cin對象，調用重載的輸入操作符>>來讀取鍵盤輸入。
string str;
// 讀取鍵盤輸入，遇到空白符停止
cin >> str;
cout << str;
這種方式的特點是：忽略開始的空白符，遇到下一個空白符（空格、回車、制表等）就會停止。是以如果我們輸入“hello world”，那麼讀取給str的隻有“hello”：這相當于讀取了一個“單詞”。
剩下的内容“world”其實也沒有丢，而是儲存在了輸入流的“輸入隊列”裡。如果我們想讀取更多的輸入資訊，就需要使用更多的string對象來擷取：
string str1, str2;
cin >> str1 >> str2;
cout << str1 << str2 << endl;
這樣，如果輸入“hello world”，就可以輸出“helloworld”。
（2）使用getline讀取一行
如果希望直接讀取一整行輸入資訊，可以使用getline函數來替代輸入操作符。
string str3;
getline(cin, str3);
cout << "str3 = " << str3 << endl;
getline函數有兩個參數：一個是輸入流對象cin，另一個是儲存字元串的string對象；它會一直讀取輸入流中的内容，直到遇到換行符為止，然後把所有内容儲存到string對象中。是以現在可以完整讀取一整行資訊了。
（3）使用get讀取字元
還有一種方法，是調用cin的get函數讀取一個字元。
char ch;
ch = cin.get(); // 将捕獲到的字元指派給ch
cin.get(ch); // 直接将ch作為參數傳給get
有兩種方式：
- 調用cin.get()函數，不傳參數，得到一個字元賦給char類型變量；
- 将char類型變量作為參數傳入，将捕獲的字元指派給它，傳回的是istream對象
get函數還可以讀取一行内容。這種方式跟getline很相似，也可以讀取一整行内容，以回車結束。主要差別在于，它需要把資訊儲存在一個char[]類型的字元數組中，調用的是cin的成員函數：
// get讀取一整行
char str4[20];
cin.get(str4, 20);
cout << "str4 = " << str4 << endl;
// get讀取一個字元
cin.get(); // 先讀取之前留下的回車符
cin.get(); // 再等待下一次輸入
get函數同樣需要傳入兩個參數：一個是儲存資訊的字元數組，另一個是字元數組的長度。
這裡還要注意跟getline的另一個差別：鍵盤輸入總是以回車作為結束的；getline會把最後的回車符丢棄，而get會将回車符保留在輸入隊列中。
這樣的效果是，下次再調用get試圖讀取一行資料時，會因為直接讀到了回車符而傳回空行。這就需要再次調用get函數，捕獲下一個字元：
cin.get(); // 先讀取之前留下的回車符
cin.get(); // 再等待下一次輸入
這樣就可以将之前的回車符捕獲，進而為讀取下一行做好準備。這也就解釋了之前為什麼要寫兩個cin.get()：第一個用來處理之前保留在輸入隊列的回車符；第二個用來等待下一次輸入，讓視窗保持開啟狀态。
4. 簡單讀寫檔案
實際應用中，我們往往會遇到讀寫檔案的需求，這也是一種IO操作，整體用法跟指令行的輸入輸出非常類似。
C++的IO庫中提供了專門用于檔案輸入的ifstream類和用于檔案輸出的ofstream類，要使用它們需要引入頭檔案fstream。ifstream用于讀取檔案内容，跟istream的用法類似；也可以通過輸入操作符>>來讀“單詞”（空格分隔），通過getline函數來讀取一行，通過get函數來讀取一個字元：
ifstream input("input.txt");
// 逐詞讀取
string word;
while (input >> word)
cout << word << endl;
// 逐行讀取
string line;
while (getline(input, line))
cout << line << endl;
// 逐字元讀取
char ch;
while (input.get(ch))
cout << ch << endl;
類似地，寫入檔案也可以通過使用輸出運算符 << 來實作：
ofstream output("output.txt");
output << word << endl;
![第九課：程式設計基礎（一）[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)