字符串我们并不陌生。之前已经介绍过，一串字符连在一起就是一个“字符串”，比如用双引号引起来的“Hello World！”就是一个字符串字面值。
字符串其实就是所谓的“纯文本”，就是各种文字、数字、符号在一起表达的一串信息；所以字符串就是C++中用来表达和处理文本信息的数据类型。
1. 标准库类型string
C++的标准库中，提供了一种用来表示字符串的数据类型string，这种类型能够表示长度可变的字符序列。和vector类似，string类型也定义在命名空间std中，使用它必须包含string头文件。
#include<string>
using namespace std;
（1）定义和初始化string
我们已经接触过C++中几种不同的初始化方式，string也是一个标准库类型，它的初始化与vector非常相似。
// 默认初始化，空字符串
string s1;
// 用另一个字符串变量，做拷贝初始化
string s2 = s1;
// 用一个字符串字面值，做拷贝初始化
string s3 = "Hello World!";
// 用一个字符串字面值，做直接初始化
string s4("hello world");
// 定义字符和重复的次数，做直接初始化，得到 hhhhhhhh
string s5(8, 'h');
初始化方式主要有：
1. 默认初始化，得到的就是一个空字符串；
2. 拷贝初始化，用赋值运算符（等号“=”）表示；可以使用另一个string对象，也可以使用字符串字面值常量；
3. 直接初始化，用括号表示；可以在括号中传入一个字符串，也可以传入字符和重复的次数
可以发现，字符串也可以看做数据元素的集合；它里面的元素，就是字符。
（2）处理字符串中的字符
通过初始化已经可以看出，string的行为与vector非常类似。string同样也可以通过下标运算符访问内部的每个字符。字符的“索引”，就是在字符串中的位置。
string str = "hello world";
// 获取第3个字符
cout << "str[2] = " << str[2] << endl;
// 将第1个字符改为'H'
str[0] = 'H';
// 将最后一个字符改为'D'
str[str.size() - 1] = 'D';
cout << "str = " << str << endl;
字符串内字符的访问，跟vector内元素的访问类似，需要注意：
- string内字符的索引，也是从0开始；
- string同样有一个成员函数size，可以获取字符串的长度；
- 索引最大值为 (字符串长度 - 1)，不能越界访问；如果直接越界访问并赋值，有可能导致非常严重的后果，出现安全问题；
- 如果希望遍历字符串的元素，也可以使用普通for循环和范围for循环，依次获取每个字符
比如，我们可以考虑遍历所有字符，将小写字母换成大写：
// 遍历字符串中字符，将小写字母变成大写
for (int i = 0; i < str.size(); i++)
{
str[i] = toupper(str[i]);
}
这里又调用了string的一个函数toupper，可以把传入的字符转换成大写并返回。
（3）字符串相加
string本身的长度是不定的，可以通过“相加”的方式扩展一个字符串。
// 字符串相加
string str1 = "hello", str2("world");
string str3 = str1 + str2; // str3 = "helloworld"
string str4 = str1 + ", " + str2 + "!"; // str4 = "hello, world!"
//string str5 = "hello, " + "world!"; // 错误，不能将两个字符串字面值相加
需要注意：
- 字符串相加使用加号“+”来表示，这是算术运算符“+”的运算符重载，含义是“字符串拼接”；
- 两个string对象，可以直接进行字符串相加；结果是将两个字符串拼接在一起，得到一个新的string对象返回；
- 一个string对象和一个字符串字面值常量，可以进行字符串相加，同样是得到一个拼接后的string对象返回；
- 两个字符串字面值常量，不能相加；
- 多个string对象和多个字符串字面值常量，可以连续相加；前提是按照左结合律，每次相加必须保证至少有一个string对象；
（4）比较字符串
string类还提供几种用来做字符串比较的运算符，“==”和“!=”用来判断两个字符串是否完全一样；而“<”“>”“<=”“>=”则用来比较两个字符串的大小。这些都是关系型运算符的重载。
str1 = "hello";
str2 = "hello world!";
str3 = "hehehe";
str1 == str2; // false
str1 < str2; // true
str1 >= str3; // true
字符串比较的规则为：
- 如果两个字符串长度相同，每个位置包含的字符也都相同，那么两者“相等”；否则“不相等”；
- 如果两个字符串长度不同，而较短的字符串每个字符都跟较长字符串对应位置字符相同，那么较短字符串“小于”较长字符串；
- 如果两个字符串在某一位置上开始不同，那么就比较这两个字符的ASCII码，比较结果就代表两个字符串的大小关系
2. 字符数组（C风格字符串）
通过对string的介绍可以发现，字符串就是一串字符的集合，本质上其实就是一个“字符的数组”。
在C语言中，确实是用char[]类型来表示字符串的；不过为了区分纯粹的“字符数组”和“字符串”，C语言规定：字符串必须以空字符结束。空字符的ASCII码为0，专门用来标记字符串的结尾，在程序中写作’\0’。
// str1没有结尾空字符，并不是一个字符串
char str1[5] = {'h','e','l','l','o'};
// str2是一个字符串
char str2[6] = { 'h','e','l','l','o','\0'};
cout << "str1 = " << str1 << endl;
cout << "str2 = " << str2 << endl;
如果每次用到字符串都要这样定义，对程序员来说就非常不友好了。所以字符串可以用另一种更方便的形式定义出来，那就是使用双引号：
char str3[] = "hello";
//char str3[5] = "hello"; // 错误，"hello"的长度为6
cout << "str3 = " << str3 << endl;
这就是我们所熟悉的字符串“字面值常量”。这里需要注意的是，我们不需要再考虑末尾的空字符，编译器会自动帮我们补全；但真实的字符串的长度，依然要包含空字符，所以上面的字符串“hello”长度不是5、而是6。
所以，C++中的字符串字面值常量，为了兼容C依然定义为字符数组（char[]）类型，这和string是两种不同类型；两者的区别，跟数组和vector的区别类似，char[]是更底层的类型。一般情况下，使用string会带来更多方便，也会更加安全。
3. 读取输入的字符串
程序中往往需要一些交互操作，如果想获取从键盘输入的字符串，可以使用多种方法。
（1） 使用输入操作符读取单词
标准库中提供了iostream，可以使用内置的cin对象，调用重载的输入操作符>>来读取键盘输入。
string str;
// 读取键盘输入，遇到空白符停止
cin >> str;
cout << str;
这种方式的特点是：忽略开始的空白符，遇到下一个空白符（空格、回车、制表等）就会停止。所以如果我们输入“hello world”，那么读取给str的只有“hello”：这相当于读取了一个“单词”。
剩下的内容“world”其实也没有丢，而是保存在了输入流的“输入队列”里。如果我们想读取更多的输入信息，就需要使用更多的string对象来获取：
string str1, str2;
cin >> str1 >> str2;
cout << str1 << str2 << endl;
这样，如果输入“hello world”，就可以输出“helloworld”。
（2）使用getline读取一行
如果希望直接读取一整行输入信息，可以使用getline函数来替代输入操作符。
string str3;
getline(cin, str3);
cout << "str3 = " << str3 << endl;
getline函数有两个参数：一个是输入流对象cin，另一个是保存字符串的string对象；它会一直读取输入流中的内容，直到遇到换行符为止，然后把所有内容保存到string对象中。所以现在可以完整读取一整行信息了。
（3）使用get读取字符
还有一种方法，是调用cin的get函数读取一个字符。
char ch;
ch = cin.get(); // 将捕获到的字符赋值给ch
cin.get(ch); // 直接将ch作为参数传给get
有两种方式：
- 调用cin.get()函数，不传参数，得到一个字符赋给char类型变量；
- 将char类型变量作为参数传入，将捕获的字符赋值给它，返回的是istream对象
get函数还可以读取一行内容。这种方式跟getline很相似，也可以读取一整行内容，以回车结束。主要区别在于，它需要把信息保存在一个char[]类型的字符数组中，调用的是cin的成员函数：
// get读取一整行
char str4[20];
cin.get(str4, 20);
cout << "str4 = " << str4 << endl;
// get读取一个字符
cin.get(); // 先读取之前留下的回车符
cin.get(); // 再等待下一次输入
get函数同样需要传入两个参数：一个是保存信息的字符数组，另一个是字符数组的长度。
这里还要注意跟getline的另一个区别：键盘输入总是以回车作为结束的；getline会把最后的回车符丢弃，而get会将回车符保留在输入队列中。
这样的效果是，下次再调用get试图读取一行数据时，会因为直接读到了回车符而返回空行。这就需要再次调用get函数，捕获下一个字符：
cin.get(); // 先读取之前留下的回车符
cin.get(); // 再等待下一次输入
这样就可以将之前的回车符捕获，从而为读取下一行做好准备。这也就解释了之前为什么要写两个cin.get()：第一个用来处理之前保留在输入队列的回车符；第二个用来等待下一次输入，让窗口保持开启状态。
4. 简单读写文件
实际应用中，我们往往会遇到读写文件的需求，这也是一种IO操作，整体用法跟命令行的输入输出非常类似。
C++的IO库中提供了专门用于文件输入的ifstream类和用于文件输出的ofstream类，要使用它们需要引入头文件fstream。ifstream用于读取文件内容，跟istream的用法类似；也可以通过输入操作符>>来读“单词”（空格分隔），通过getline函数来读取一行，通过get函数来读取一个字符：
ifstream input("input.txt");
// 逐词读取
string word;
while (input >> word)
cout << word << endl;
// 逐行读取
string line;
while (getline(input, line))
cout << line << endl;
// 逐字符读取
char ch;
while (input.get(ch))
cout << ch << endl;
类似地，写入文件也可以通过使用输出运算符 << 来实现：
ofstream output("output.txt");
output << word << endl;
![第九课：编程基础（一）[图]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)