Modern C++ : std::string (98, 11, 17, 20)

Modern C++

std::string

 

개요

std::string은 C++ 표준 라이브러리에서 제공하는 문자열 클래스로, 문자열 조작을 위한 다양한 기능을 제공합니다. 메모리 관리를 자동으로 처리하며, 안전하고 편리한 문자열 처리가 가능합니다.

 

C++ 버전별 주요 키워드 도입 시기

• C++98: 기본 std::string 클래스 도입
• C++11: 이동 생성자/대입 연산자, shrink_to_fit() 등 추가
• C++17: string_view와의 상호작용 추가, 비멤버 std::size() 등 추가
• C++20: starts_with(), ends_with() 메서드 추가

 

내용 설명

std::string은 다음과 같은 주요 특징을 가집니다:

1. 동적 메모리 관리: 문자열 길이에 따라 자동으로 메모리 할당/해제
2. 문자열 조작: 다양한 멤버 함수를 통한 문자열 검색, 삽입, 삭제, 교체 등
3. 반복자 지원: STL 알고리즘과의 호환성
4. 문자열 변환: 숫자와 문자열 간 변환 기능 제공
5. SSO(Short String Optimization): 짧은 문자열의 경우 힙 할당 없이 객체 내부에 저장

 

예제 코드

#include <iostream>
#include <string>
#include <iomanip>

void print_found_idx(const std::size_t idx, const std::string &func_name)
{
    std::cout << "Function: " << func_name << '\n';
    if (idx != std::string::npos)
        std::cout << "Found at idx: " << idx << '\n';
    else
        std::cout << "Not Found!" << idx << '\n';
}

int main()
{
    // 문자열 생성 및 기본 정보
    auto text = std::string{"Hello people!"};
    std::cout << text << '\n';
    std::cout << "Is empty: " << text.empty() << '\n';
    std::cout << "Length: " << text.length() << '\n';

    // 문자열 검색
    const auto search_str1 = "eo";
    const auto idx1 = text.find(search_str1, 5);
    print_found_idx(idx1, "find");

    // 역방향 검색
    const auto search_str2 = "e";
    const auto idx2 = text.rfind(search_str2);
    print_found_idx(idx2, "rfind");

    // 문자열 비교
    auto s1 = std::string{"Jann"};
    auto s2 = std::string{"Jan"};
    std::cout << "s1 == s2: " << std::boolalpha << (s1 == s2) << '\n';
    const auto compared = s1.compare(s2);
    std::cout << "s1.compare(s2): " << compared << '\n';

    // 문자열 수정
    const auto search_str = "nn";
    const auto idx = s1.find(search_str);
    if (idx != std::string::npos)
        s1.replace(idx, 2, "n");
    std::cout << s1 << '\n';

    // 부분 문자열 추출
    const auto sub_str = s1.substr(2, 3);
    std::cout << sub_str << '\n';

    // 숫자 -> 문자열 변환
    auto si = std::to_string(42);      // si="42"
    auto sl = std::to_string(42L);     // sl="42"
    auto su = std::to_string(42u);     // su="42"

    // 문자열 -> 정수 변환
    auto i1 = std::stoi("42");                 // i1 = 42
    auto i2 = std::stoi("101010", nullptr, 2); // i2 = 42 (이진수)
    auto i3 = std::stoi("052", nullptr, 8);    // i3 = 42 (8진수)
    auto i4 = std::stoi("0x2A", nullptr, 16);  // i4 = 42 (16진수)

    // 문자열 -> 실수 변환
    auto d1 = std::stod("123.45");       // d1 = 123.45
    auto d2 = std::stod("1.2345e+2");    // d2 = 123.45 (지수 표기법)
    auto d3 = std::stod("0xF.6E6666p3"); // d3 = 123.45 (16진수 부동소수점)

    return 0;
}

 

실행 결과

Hello people!
Is empty: false
Length: 13
Function: find
Not Found!18446744073709551615
Function: rfind
Found at idx: 10
s1 == s2: false
s1.compare(s2): 1
Jan
n

 

활용팁

1. 메모리 효율: 긴 문자열을 자주 복사할 때는 std::string_view 사용을 고려하세요.
2. 문자열 합치기: 여러 문자열을 합칠 때는 operator+ 대신 std::string::append()나 +=를 사용하면 더 효율적입니다.
3. 크기 예약: 많은 양의 문자열을 추가할 예정이라면 reserve()로 미리 메모리를 할당해두세요.
4. SSO 활용: 짧은 문자열(일반적으로 15-22자 이내)은 SSO로 인해 추가 힙 할당 없이 처리됩니다.
5. 예외 처리: stoi, stod 등의 변환 함수는 유효하지 않은 입력에 대해 std::invalid_argument 또는 std::out_of_range 예외를 던질 수 있습니다.
6. 널 종료 문자열: c_str()과 data()는 C 스타일의 널 종료 문자열을 반환합니다. C++17부터는 data()도 널 종료가 보장됩니다.
7. 유니코드 지원: UTF-8 문자열을 다룰 때는 std::u8string(C++20)을 사용하는 것이 좋습니다.