C++中string流知识详解和示例

news2025/6/12 13:53:48

一、概览与类体系

C++ 提供三种基于内存字符串的流，定义在 <sstream> 中：

std::istringstream：输入流，从已有字符串中读取并解析。
std::ostringstream：输出流，向内部缓冲区写入内容，最终取回为字符串。
std::stringstream：读写流，兼具 istringstream 和 ostringstream 的功能。

它们都继承自 std::basic_iostream<char>，可使用所有流操作符与格式化工具。

二、常见用法

1. 构造与取出字符串

std::ostringstream oss;             // 默认空缓冲
oss << "Value=" << 42 << ", Pi=" 
    << std::fixed << std::setprecision(3) << 3.14159;
// 获取结果
std::string s = oss.str();          // s == "Value=42, Pi=3.142"

str()：获取当前缓冲区的字符串。
str(const std::string&)：重置缓冲区内容。

2. 字符串解析

std::string line = "123  45.6 OK";
// 将 line 内容作为流缓冲
std::istringstream iss(line);

int    a;
double b;
std::string status;

// 按空白自动切分并转换
if (iss >> a >> b >> status) {
    // a==123, b==45.6, status=="OK"
}

// 检查是否完全消费或错误
if (iss.fail() && !iss.eof()) {
    // 转换中发生格式错误
}

运算符>> 会跳过空白，并尝试按目标类型解析。
解析失败时，流会置 failbit，后续操作将不中断程序，除非打开异常模式。

3. 读写混合

std::stringstream ss;
ss << "X=" << 10 << ";Y=" << 20;
// 重设读写位置到开头
ss.seekg(0);

// 逐字符读取、跳过标识
char    ch;
int     x, y;
ss >> ch >> ch >> x;   // 假设格式 "X=10"
ss >> ch >> ch >> y;   // 跳过 ";Y="

seekg/seekp 可重定位读/写指针，方便混合使用。
在写完后若要读，通常要 ss.seekg(0)；同理，由读转写可用 ss.seekp(0, std::ios::end)。

三、格式控制与状态检查

格式化：与标准流一致，可用 <iomanip> 中的操纵器，如 std::hex、std::setw、std::setfill、std::boolalpha、std::fixed、std::scientific 等调整输出格式。
状态位：用 good()、fail()、eof()、bad()、rdstate() 检测流状态；用 clear() 重置。

异常模式：

iss.exceptions(std::ios::failbit | std::ios::badbit);
try {
  int v; 
  iss >> v;  // 解析失败即抛异常
} catch (const std::ios_base::failure& e) {
  // 处理错误
}

默认不会抛。

四、性能与注意事项

避免频繁 str() 调用：每次 str() 都会拷贝缓冲区字符串，影响性能。可在最后一次取用时再调用。
预分配缓冲：可用 ss.str().reserve(n) 或先构造带初始字符串的 stringstream，减少动态分配。
切换格式后状态保留：如果你在一个流上设置了某个格式（如 std::hex），它会一直生效， remember to reset（std::dec）。
注意空白和分隔：>> 默认以空白分隔，解析整行或含空格的字段时要用 std::getline。
多语种/宽字符：对于 Unicode 或宽字符流请使用 std::basic_stringstream<wchar_t>。

五、综合示例

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <iomanip>

int main() {
    // 构建字符串
    std::ostringstream oss;
    oss << "Point(" 
        << std::setw(2) << std::setfill('0')
        << 7 << "," 
        << std::fixed << std::setprecision(1)
        << 3.14 << ")";
    std::string desc = oss.str();  // "Point(07,3.1)"
    std::cout << desc << "\n";

    // 解析回数值
    std::istringstream iss(desc);
    char ch;
    int ix;
    double dy;
    if ( (iss >> ch >> ch >> ix >> ch >> dy >> ch).good() ) {
        std::cout << "Parsed: x=" << ix << ", y=" << dy << "\n";
    } else {
        std::cerr << "Parse error\n";
    }

    // 读写混合：累加偏移
    std::stringstream ss("100 200 300");
    int sum = 0, v;
    while (ss >> v) sum += v;  // sum=600
    std::cout << "Sum=" << sum << "\n";

    return 0;
}