C++ 字符串长度

在 C++ 中，如果我们想知道一个字符串里保存了多少个字符，或者想检查它是不是空字符串，可以直接调用 std::string 提供的 size()、length() 和 empty() 成员函数。

获取字符串长度：size() 和 length()

对于 std::string 来说，我们既可以调用 size() 函数，也可以调用 length() 函数来获取字符串的长度。这两个函数的作用完全一样，返回的结果也完全相同。

语法：

str.size()
str.length()

说明：

既然两个函数完全一样，平时选哪一个更好呢？在实际开发中，我们更推荐统一使用 size()。因为后面学习的 std::vector、std::array 等标准库容器都是使用 size() 获取元素个数的，现在养成习惯就不用再记第二个名字了。

示例 1：获取英文字符串长度

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string site = "lvyenet";
    std::cout << site.size() << '\n';
    std::cout << site.length() << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

7
7

分析：

"lvyenet" 一共包含 7 个英文字母，所以 site.size() 和 site.length() 返回的结果都是 7。

如果一个字符串里面没有任何字符，也就是空字符串，那么它的长度就是 0。而如果字符串中间包含空格，空格本身也会作为一个字符被统计进去，下面我们来看一个例子。

示例 2：空字符串与空格的长度

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string empty1;
    std::string empty2 = "";
    std::string text = "Hello C++!";

    std::cout << empty1.size() << '\n';
    std::cout << empty2.size() << '\n';
    std::cout << text.size() << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

0
0
10

分析：

在这个例子中，empty1 和 empty2 里面都没有保存任何字符，所以长度都是 0。而在 "Hello C++!" 中，除了前后的字母和感叹号共 9 个字符外，两个单词中间的空格也算一个字符，因此 text.size() 的结果是 10。

判断空字符串：empty()

从上面的例子可以知道，如果一个字符串是空字符串，它的 size() 就等于 0。除此之外，std::string 还提供了一个专门用来判断字符串是否为空的 empty() 函数。

语法：

str.empty()

说明：

其中，empty 在英文中是 “空的” 的意思。如果字符串为空，empty() 返回 true；如果字符串不为空，则返回 false。

示例 3：判断字符串是否为空

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string str1 = "";
    std::string str2 = "C++";

    if (str1.empty()) {
        std::cout << "str1 是空字符串" << '\n';
    }
    if (!str2.empty()) {
        std::cout << "str2 不是空字符串" << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

str1 是空字符串
str2 不是空字符串

分析：

str1.empty() 表示判断 str1 是否为空。而在前面加上逻辑非运算符 !，写成 !str2.empty()，就表示判断 str2 “不为空”。如果只是想检查字符串里有没有内容，下面 2 种方式是等价的：

// 方式 1（推荐）
if (str.empty()) {
    // 字符串为空
}

// 方式 2
if (str.size() == 0) {
    // 字符串为空
}

在实际开发中，判断字符串是否为空时，我们更推荐使用方式 1，代码表达的意思更加直观。

结合 size() 访问字符

由于字符串的下标是从 0 开始计算的，一个长度为 5 的字符串，有效下标并不是 1 ~ 5，而是 0 ~ 4。也就是说，只要字符串不是空的，最后一个字符的下标就是 size() - 1。

1. 按下标遍历字符串

如果我们需要使用普通的 for 循环，按从头到尾的顺序结合下标遍历字符串，可以将 i < text.size() 作为循环条件。

这里要留意一个类型细节：因为字符串的长度不可能是负数，所以 size() 返回的类型是 std::size_t。它是 C++ 专门用来表示长度和下标的无符号整数类型，只能保存 0 和正整数。

平时写小练习写成 int i = 0 也能跑通，但定义为 std::size_t i = 0 能与 text.size() 的类型保持一致，避免编译器给出无符号比较警告。如果只是接收长度值，也可以借助 auto 关键字，让编译器自动推导类型。

示例 4：按下标遍历字符串

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string text = "Hello";

    for (std::size_t i = 0; i < text.size(); i++) {
        std::cout << i << ": " << text[i] << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

0: H
1: e
2: l
3: l
4: o

分析：

上面代码中，text.size() 的值是 5，因此循环变量 i 会依次取 0、1、2、3、4。当 i 自增变成 5 时，条件 5 < 5 不成立，循环就会立即退出，刚好遍历完所有字符而不会发生越界。

2. 获取最后一个字符

如果想要直接获取字符串的最后一个字符，除了使用下标 text[text.size() - 1] 之外，std::string 还提供了更直观的 back() 函数。不过无论是哪种方式，在获取之前都应该先确保字符串不是空的。

示例 5：获取最后一个字符

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string text = "Hello";

    if (!text.empty()) {
        std::cout << text[text.size() - 1] << '\n';
        std::cout << text.back() << '\n';
    }
    return 0;
}

运行结果如下。

o
o

分析：

在这个例子中，我们先通过 !text.empty() 确认字符串不为空，再使用 text[text.size() - 1] 或 text.back() 取出末尾字符 'o'。同理，获取首字符可以使用 text[0] 或 text.front()。

中文字符串的字节长度

对于英文字母、数字和英文标点来说，size() 返回的数值正好等于我们在屏幕上看到的字符个数。但如果字符串里包含了中文汉字，结果就不一样了。

示例 6：计算中文字符串的长度

#include <iostream>
#include <string>

int main() {
    std::string site = "绿叶网";
    std::cout << site.size() << '\n';
    return 0;
}

运行结果如下。

9

分析：

“绿叶网” 明明只有 3 个汉字，为什么 site.size() 输出的结果却是 9 呢？这是因为 std::string 的 size() 和 length() 统计的其实是字符串底层占用的 “字节数”。

一个英文字符恰好占用 1 个字节，而在常用的 UTF-8 编码下，一个中文汉字通常占用 3 个字节，因此 3 个汉字算出来的总字节数就是 9。

正因如此，对于包含中文的字符串，小伙伴们不要使用 site[0] 这样的方式去单独取某一个汉字。因为 site[0] 只能取出第一个汉字的其中一个字节，直接打印出来会变成乱码。