C++中的數組和字符串是處理數據集合和文本的基礎工具。數組用于存儲相同類型的元素集合，而字符串則專門用于處理文本數據。C++提供了兩種主要的字符串處理方式：C風格字符串（字符數組）和C++的std::string類。

📊 1. 數組 (Arrays)

數組是相同類型元素的集合，這些元素在內存中連續存儲。數組的大小在定義時確定，且不能改變。

一維數組

• 聲明與初始化。

  數組的聲明需要指定元素類型、數組名和大小。初始化可以在聲明時進行。

  int numbers[5];// 聲明一個包含5個整數的數組，未初始化int numbers[5] = {1, 2, 3, 4, 5};// 聲明并初始化int numbers[] = {1, 2, 3, 4, 5};// 編譯器自動計算大小

  如果初始化值少于數組元素，剩余元素會自動初始化為0（對于基本數據類型）

• 訪問元素

  通過索引訪問數組元素，索引從0開始。

  int first = numbers[0];// 訪問第一個元素
  numbers[4] = 10;// 修改第五個元素

• 特點

  • 內存連續，訪問高效。
  • 大小固定，無法動態擴容。
  • 需注意數組越界訪問，這可能引發未定義行為。

多維數組

多維數組，如二維數組，可視為“數組的數組”，常用于表示矩陣或表格。

• 聲明與初始化

  int matrix[2][3] = {{1, 2, 3}, {4, 5, 6}};// 2行3列int matrix[2][3] = {1, 2, 3, 4, 5, 6};// 按順序初始化

• 訪問元素

  使用多個索引訪問元素。

  int value = matrix[1][2];// 訪問第二行第三列（值為6）

動態數組

使用new和delete[]在堆上動態分配和釋放內存。

int size = 5;
int* dynamicArray = new int[size];// 動態分配// 使用 dynamicArray...delete[] dynamicArray;// 釋放內存

動態數組需手動管理內存，防止內存泄漏。

🔤 2. 字符串 (Strings)

C++中有兩種主要的字符串表示方式：C風格字符串和std::string類。

C風格字符串 (C-Style Strings)

C風格字符串本質是以空字符'\0'結尾的字符數組

。

• 聲明與初始化。

  char str1[] = "Hello";// 編譯器自動添加'\0'，數組長度為6char str2[6] = {'H', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'};// 手動添加終止符

  字符串字面量用雙引號括起，編譯器會自動在其末尾添加空字符

• 常用函數。

  使用C標準庫函數（需包含<cstring>）進行操作：

  #include <cstring>char str1[20] = "Hello";
  char str2[] = "World";strlen(str1);// 獲取字符串長度（不包括'\0'）strcpy(str1, str2);// 復制字符串（需確保目標空間足夠）strcat(str1, "!");// 連接字符串（需確保目標空間足夠）strcmp(str1, "Hello World!");// 比較字符串（相等返回0）

  注意：使用strcpy、strcat等函數時，必須確保目標字符數組有足夠的空間，否則可能導致緩沖區溢出

std::string類

C++標準庫提供的std::string類（需包含<string>頭文件）封裝了字符串操作，自動管理內存，更安全便捷
。

• 聲明與初始化

  #include <string>
  std::string s1;// 空字符串
  std::string s2 = "Hello, World!";// 初始化std::string s3(s2);// 拷貝構造

• 常用操作

  std::string支持豐富的操作：

  s1 = "Hello"; s2 = "World";
  std::string s4 = s1 + ", " + s2;// 字符串拼接（使用+運算符）
  s1.append(" World!");// 追加字符串int len = s1.length();// 或 s1.size()，獲取字符串長度char ch = s1[0];// 通過索引訪問字符（不檢查邊界）
  ch = s1.at(0);// 使用at()訪問（會檢查邊界，越界拋出異常）std::string sub = s1.substr(7, 5);// 提取子串（從位置7開始，長度為5）size_t pos = s1.find("World");// 查找子串，返回首次出現的位置（未找到返回std::string::npos）
  s1.replace(7, 5, "C++");// 替換子串（從位置7開始，替換5個字符為"C++"）
  s1.insert(7, "Beautiful ");// 插入字符串
  s1.erase(7, 10);// 刪除子串（從位置7開始，刪除10個字符）if (s1 == s2) {/* 比較字符串 */ }// 支持關系運算符比較

• 輸入輸出。

  使用getline讀取整行文本（包括空格）：

  std::string name;
  std::cout << "Enter your full name: ";
  std::getline(std::cin, name);// 讀取整行
  std::cout << "Hello, " << name << std::endl;

  使用cin進行輸入時，遇到空格、制表符或換行符會停止讀取

轉換

• std::string與 C風格字符串互轉。

  std::string s = "Hello";
  const char* cstr1 = s.c_str();// 轉換為C風格字符串（只讀，指向s的內部數據）const char* cstr2 = s.data();// C++17前與c_str()類似，C++17起可能不以空字符結尾char arr[20];
  std::strcpy(arr, s.c_str());// 將s的內容復制到可修改的字符數組arr中const char* cstr = "World";
  std::string s_from_c = cstr;// C風格字符串轉換為std::string

  注意：c_str()返回的指針在std::string對象發生修改后可能失效

?? 3. 對比與選擇

特性	C風格字符串	std::string
內存管理	手動管理，易出錯	自動管理，避免泄漏
安全性	易緩沖區溢出/越界	更安全，邊界檢查
功能	基礎函數（strlen, strcpy等）	豐富方法（拼接、查找、替換等）
性能	開銷小，適合底層或嵌入式	動態擴容可能帶來開銷，但通常更便捷

建議：在現代C++開發中，優先使用std::string，除非在與C代碼交互或對性能有極端要求的場景下才考慮使用C風格字符串
。

💡 4. 注意事項

1. 數組越界：訪問數組時，確保索引在[0, size-1]范圍內，越界訪問會導致未定義行為。
2. 字符串結束符：操作C風格字符串時，務必確保其以'\0'結尾，否則相關字符串函數可能無法正常工作甚至導致程序崩潰。
3. 空間充足：對C風格字符串進行拼接、復制等操作前，務必確認目標字符數組有足夠的空間，防止緩沖區溢出。
4. std::string的c_str()：不要存儲c_str()返回的指針并在后續修改std::string對象，除非已重新獲取。該指針指向的數據可能在std::string修改后失效。

掌握數組和字符串的基礎知識是進行有效C++開發的關鍵。根據具體場景選擇合適的工具，并始終牢記安全操作的準則。