深入理解C＋＋字符串长度计算原理

引言

C++中字符串是一种非常常见的数据类型，所谓字符串，就是由多个字符组成的一串数据。在C++中，常用的字符串类型有char*和string。在程序设计过程中，经常需要计算字符串的长度，因为有时候需要知道字符串的长度才能进行其他的操作。本文将深入探讨C++中字符串长度计算的原理。

C++中字符串的表示方式

在C++中，字符串有两种表示方式：

1. 使用指向字符数组（char array）的指针表示字符串。
2. 使用C++标准库中的std::string类型表示字符串。

对于第一种表示方式，字符串实际上是一个字符数组。由于C++中的数组必须是有大小的，所以在定义字符数组时必须指定数组的大小，例如：

    
        char str[20]; //定义了一个大小为20的字符数组，也就是说，str最多可以存放19个字符。 
    

当然，也可以显式地给数组赋初值，例如：

    
        char str[] = "hello world"; //定义了一个字符数组，str可以存放12个字符，因为字符串的最后一个字符是'\0'，
                                     //表示字符串的结束，所以数组大小应该是13。 
    

对于第二种表示方式，字符串是C++标准库中的std::string类型的实例。std::string类型可以自动调整自己的大小，因此不需要手动指定字符串的大小。例如：

    
        std::string str = "hello world";   
    

C++字符串的长度计算

C++中字符串长度的计算方法有很多种，下面介绍几种常见的方法。

1. 使用strlen()函数

strlen()函数是C库函数，定义在头文件cstring中，用于计算字符串的长度，其语法如下：

    
        size_t strlen ( const char * str );  
    

其中str是要计算长度的字符串。strlen()函数在计算字符串长度时，只计算字符，不包括字符串的结束符'\0'。

例如：

    
        #include <cstring>
        #include <iostream>
        using namespace std;
         
        int main() 
        {
            char str[] = "hello";
            cout << strlen(str) << endl; //输出5
            return 0;
        }
    

2. 使用sizeof()运算符

sizeof()运算符用于计算变量或类型所占的字节数，也可以用于计算字符数组或结构体等复合类型的长度。其语法如下：

    
        sizeof ( type )
        sizeof ( expr )
    

对于一个字符数组，使用sizeof()运算符的结果就是数组的大小，例如：

    
        char str[] = "hello";
        cout << sizeof(str) << endl; //输出6
    

需要注意的是，使用sizeof()运算符计算字符串长度时，计算的是字符串的大小，即包括字符串结束符'\0'在内的字节数。因此，如果要计算字符串的长度，应该将sizeof()计算的结果减去1。

3. 使用字符串迭代器

字符串迭代器是C++中用于遍历字符串的重要工具，同时也可以用于计算字符串的长度。遍历字符串的方法是定义一个迭代器，然后使用循环语句逐个遍历字符串中的字符。

    
        std::string str = "hello";
        int len = 0;  
        for (std::string::iterator it = str.begin(); it != str.end(); ++it)
        {
            ++len;
        }
        cout << len << endl; //输出5
    

4. 使用字符串下标

字符串中的字符可以使用下标来访问，因此可以定义一个循环语句，逐个访问字符串中的字符，直到遇到字符串结束符'\0'为止。

    
        std::string str = "hello";
        int len = 0;  
        for (unsigned int i = 0; i < str.size(); ++i)
        {
            ++len;
        }
        cout << len << endl; //输出5
    

总结

本文介绍了C++中字符串的两种表示方式，以及常见的字符串长度计算方法。其中，使用strlen()函数和使用sizeof()运算符是最常见的计算字符串长度的方法，而使用字符串迭代器和使用字符串下标的方法则可以更灵活地操作字符串。要注意计算字符串长度时不包括字符串结束符'\0'。