【C++】深入理解string相关函数：实现和分析

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文章目录

💯前言
💯1. 使用 stoi 和 stol 函数
- 1.1 stoi 和 stol 的基本概述
- 参数说明
- 进制支持
- 示例代码与解析
- - 运行结果
  - 解析
- 异常处理
💯2. 使用 stod 和 stof 函数
- 2.1 stod 和 stof 的基本概述
- 参数说明
- 示例代码与解析
- - 运行结果
  - 解析
- 异常处理
💯3. 使用 to_string 函数
- 3.1 to_string 的基本概述
- 特点
- 示例代码与解析
- - 运行结果
  - 解析
💯小结

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💯前言

C++ 提供了强大的文本处理和数值转换功能组件，为程序员高效开发提供了便利工具，例如 std::stoi、std::stol、std::stod，以及实现反向操作的 std::to_string。这些函数在处理字符串与数值之间的转换时，表现出高度的灵活性和高效性。
本文将全面解析 C++ 中这些 string 相关的工具函数，包括它们的原理、用法、应用场景，以及必要的拓展内容，以帮助读者更好地掌握这些函数的使用，并在实际开发中灵活运用。
C++ 参考手册

💯1. 使用 stoi 和 stol 函数

1.1 stoi 和 stol 的基本概述

在 C++ 中：

std::stoi 用于将字符串类型转换为 int 类型。
std::stol 用于将字符串类型转换为 long 类型。

它们的函数原型如下：

int stoi(const string& str, size_t* idx = 0, int base = 10);
long stol(const string& str, size_t* idx = 0, int base = 10);

参数说明

str：待解析的字符串。
idx：可选参数，用于返回解析结束的位置（字符串中第一个无法被转换的字符位置）。如果不需要返回位置，可传入 nullptr 或忽略。
base：表示字符串中数值部分的进制，默认为 10（十进制），也可以是 2、8、16 等。

进制支持

base = 2：字符串将按二进制解析。
base = 8：字符串将按八进制解析。
base = 16：字符串将按十六进制解析。
base = 0：自动检测进制，例如：
- 以 0x 或 0X 开头的字符串会被解析为十六进制。
- 以 0 开头但不含 x 的字符串会被解析为八进制。
- 没有前缀的字符串默认为十进制。

示例代码与解析

以下是一个具体的代码示例，展示了 stoi 和 stol 的用法：

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {size_t pos = 0;string s1 = "11x34";int ret1 = stoi(s1, &pos, 16); // 按 16 进制解析cout << ret1 << endl;          // 输出结果cout << "pos:" << pos << endl; // 输出解析位置string s2 = "11x34";int ret2 = stoi(s2, &pos, 2);  // 按 2 进制解析cout << ret2 << endl;          // 输出结果cout << "pos:" << pos << endl;string s3 = "0x11x34";int ret3 = stoi(s3, &pos, 0);  // 自动检测进制cout << ret3 << endl;cout << "pos:" << pos << endl;return 0;
}

运行结果

17
pos:2
3
pos:2
17
pos:4

解析

第一部分：
- 输入字符串 "11x34"，按 16 进制解析，11 表示十六进制中的 17。
- 返回值 ret1 = 17，pos = 2 表示解析结束时的字符串位置。
第二部分：
- 按二进制解析，11 表示二进制中的 3。
- 返回值 ret2 = 3，pos = 2。
第三部分：
- 自动检测进制，0x11 被解析为十六进制的 17。
- 返回值 ret3 = 17，pos = 4。

异常处理

如果字符串中没有可以解析的数值，将抛出 std::invalid_argument 异常。
如果值超出目标类型的范围，将抛出 std::out_of_range 异常。

💯2. 使用 stod 和 stof 函数

2.1 stod 和 stof 的基本概述

std::stod：将字符串类型转换为 double 类型。
std::stof：将字符串类型转换为 float 类型。

它们的函数原型如下：

double stod(const string& str, size_t* idx = 0);
float stof(const string& str, size_t* idx = 0);

参数说明

str：待解析的字符串。
idx：与 stoi 和 stol 类似，用于返回解析结束的位置。

示例代码与解析

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string s = "3.14x456";double ret = stod(s, nullptr); // 转换为 double 类型cout << ret << endl;          // 输出结果return 0;
}

运行结果

3.14

解析

stod 从字符串开头解析 3.14，转换为 double 类型。
遇到非数字字符时（如 x456），解析停止，但不会报错。

异常处理

如果字符串中没有可以解析的数值，将抛出 std::invalid_argument 异常。
如果值超出目标类型的范围，将抛出 std::out_of_range 异常。

💯3. 使用 to_string 函数

3.1 to_string 的基本概述

std::to_string 用于将数值类型转换为字符串。其函数原型如下：

string to_string(int val);
string to_string(long val);
string to_string(long long val);
string to_string(unsigned val);
string to_string(unsigned long val);
string to_string(unsigned long long val);
string to_string(float val);
string to_string(double val);
string to_string(long double val);

特点

支持多种数值类型（整数、浮点数等）。
返回值为标准的 string 类型，便于字符串操作。

示例代码与解析

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;int main() {string pi = "pi is " + to_string(3.14159); // 将浮点数转换为字符串cout << pi << endl;                        // 输出结果return 0;
}