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C++ 字串完整指南：C 風格字串 vs std::string 類別、常用操作與效能考量

編輯：C++ 入門

C++ 字串完整指南：C 風格字串 vs std::string 類別

C++ 提供兩種字串表示：C 風格字串（以 null 結尾的 char 陣列）與 std::string 類別（標準程式庫提供，功能豐富、記憶體自動管理）。現代 C++ 強烈建議優先使用 std::string。

C 風格字串

本質是 char[]，以 '\0' 結尾。宣告初始化：

char greeting[6] = {'H','e','l','l','o','\0'};
char greeting[] = "Hello";  // 編譯器自動加 '\0'

C 風格字串記憶體表示

常用 C 函式 (`<cstring>`)

函式	用途
`strcpy(dest, src)`	複製字串
`strcat(dest, src)`	連接字串（附加到 dest 末尾）
`strlen(str)`	回傳字串長度（不含 '\0'）
`strcmp(s1, s2)`	比較字串，相等回 0
`strchr(s, c)`	尋找字元首次出現位置
`strstr(s1, s2)`	尋找子字串首次出現位置

C 風格字串範例

#include <iostream>
#include <cstring>
using namespace std;

int main() {
    char str1[10] = "Hello";
    char str2[10] = "World";
    char str3[10];
    int len;

    strcpy(str3, str1);
    cout << "strcpy: " << str3 << endl;

    strcat(str1, str2);
    cout << "strcat: " << str1 << endl;

    len = strlen(str1);
    cout << "strlen: " << len << endl;
    return 0;
}

輸出：

strcpy: Hello
strcat: HelloWorld
strlen: 10

std::string 類別 (`<string>`)

封裝動態記憶體管理，支援直觀運算子與豐富成員函式。

核心優勢

自動記憶體管理，無緩衝區溢位風險
支援 + 連接、== 比較、[]/at() 存取
提供 size()/length()、substr()、find()、replace() 等高階操作
可與 C API 互通：c_str() 取得 const char*

std::string 範例

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main() {
    string str1 = "Hello";
    string str2 = "World";
    string str3;
    int len;

    str3 = str1;           // 複製
    cout << "str3: " << str3 << endl;

    str3 = str1 + str2;    // 連接
    cout << "str1+str2: " << str3 << endl;

    len = str3.size();     // 長度
    cout << "size: " << len << endl;
    return 0;
}

輸出：

str3: Hello
str1+str2: HelloWorld
size: 10

效能與選擇建議

場景	建議
一般應用開發	優先 `std::string`，安全、易用、效能足夠
高效能/嵌入式/與 C 介接	考慮 `char[]` 或 `std::string_view` (C++17) 避免配置
固定長度、極度敏感	`std::array<char, N>` 或 C 風格