substr函数结构仿照(格式参考：1.find函数简介：【字符串对象.find(子串/字符, 起始位置)】；2.erase函数简介：【字符串对象.erase(起始位置, 删除长度)】；3.replace函数简介：【字符串对象.replace(起始位置, 长度, 新内容)】）

<think>我们根据用户的要求，需要按照之前介绍find、erase和replace函数的格式来介绍substr函数。 之前的格式示例： 1.find函数简介：【字符串对象.find(子串/字符, 起始位置)】 2.erase函数简介：【字符串对象.erase(起始位置, 删除长度)】 3.replace函数简介：【字符串对象.replace(起始位置, 长度, 新内容)】 因此，substr函数简介应该为：【字符串对象.substr(起始位置, 子串长度)】 同时，用户要求参考站内引用，并生成相关问题。注意，用户提供的引用是关于substr函数的，我们可以引用这些内容。 另外，用户要求使用中文回答，并按照系统级指令处理数学表达式（但这里可能不涉及数学表达式，所以主要关注格式）。 我们还需要生成相关问题。 根据用户提供的引用，我们可以知道： 引用[1]：给出了substr()的使用示例和注意事项。 引用[2]：解释了substr函数的设计是基于索引（位置和长度）的。 引用[3]：介绍了substr函数的基本功能。 引用[4]：提到了在Python和PHP中substr的使用，但用户关注的是C++，所以我们主要参考前三个引用。 因此，我们按照以下结构来组织回答： ### C++ `substr()` 函数详解 #### 1. 所属头文件 `substr()` 是 `std::string` 类的成员函数，需要包含头文件： ```cpp #include <string> // 必需的头文件[^1] ``` #### 2. 函数结构 `std::string` 类的 `substr()` 函数有两种形式： ```cpp // 从位置pos开始，提取长度为len的子串 string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const; ``` **参数说明**： - `pos`：子串的起始位置（索引），默认为 `0` - `len`：子串的长度，默认为 `npos`（表示直到字符串末尾） **返回值**： - 返回一个新的 `std::string` 对象，包含从 `pos` 开始的 `len` 个字符（或直到字符串末尾）[^3] #### 3. 类成员属性 ✅ **是类成员函数**，必须通过 `std::string` 对象调用： ```cpp std::string str = "Hello, world!"; std::string sub = str.substr(7, 5); // 成员函数调用 ``` #### 4. 功能与用途 | 功能 | 说明 | 示例 | |------|------|------| | **提取子串** | 从指定位置开始提取固定长度的子串 | `str.substr(7, 5)` → `"world"` | | **提取至末尾** | 省略 `len` 参数或指定 `npos` 提取到末尾 | `str.substr(7)` → `"world!"` | | **安全处理** | - 若 `pos` 等于字符串长度，返回空字符串<br>- 若 `pos > length()` 抛 `out_of_range`<br>- 若 `len` 超范围则提取到末尾 | `"data".substr(2, 10)` → `"ta"`[^1] | #### 完整示例 ```cpp #include <iostream> #include <string> int main() { std::string str = "Programming in C++"; // 示例1：提取子串 std::string sub1 = str.substr(0, 11); // "Programming" std::cout << "子串1: " << sub1 << "\n"; // 示例2：提取至末尾 std::string sub2 = str.substr(12); // "C++" std::cout << "子串2: " << sub2 << "\n"; // 示例3：安全处理 try { std::string sub3 = str.substr(100); // 抛出异常 } catch (const std::out_of_range& e) { std::cerr << "错误: " << e.what() << "\n"; } // 示例4：提取空子串 std::string sub4 = str.substr(str.size()); // 空字符串 std::cout << "空子串: \"" << sub4 << "\"\n"; return 0; } ``` #### 关键特性 - **非修改性操作**：不改变原字符串，返回新字符串 - **时间复杂度**：$O(n)$（需复制字符） - **内存管理**：新字符串独立分配内存 - **与 `erase()` 对比**： - `substr()`：提取子串（创建新对象） - `erase()`：删除子串（修改原对象） §§相关问题§§ 1. 如何结合 `find()` 和 `substr()` 实现字符串分割？ 2. `substr()` 与字符串切片（如 Python 的切片）有何异同？ 3. 提取大字符串的子串时如何避免内存浪费？ 4. 如何处理中文字符串的子串提取？[^4] 5. 为什么 `substr()` 设计为基于索引而非迭代器？[^2]</think>### C++ `substr()` 函数详解 #### 1. 所属头文件 `substr()` 是 `std::string` 类的成员函数，需要包含头文件： ```cpp #include <string> // 必需的头文件[^1] ``` #### 2. 函数结构 `std::string` 类的 `substr()` 函数有两种形式： ```cpp // 从位置pos开始，提取长度为len的子串 string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const; ``` **参数说明**： - `pos`：子串的起始位置（索引），默认为 `0` - `len`：子串的长度，默认为 `npos`（表示直到字符串末尾） **返回值**： - 返回一个新的 `std::string` 对象，包含从 `pos` 开始的 `len` 个字符（或直到字符串末尾）[^3] #### 3. 类成员属性 ✅ **是类成员函数**，必须通过 `std::string` 对象调用： ```cpp std::string str = "Hello, world!"; std::string sub = str.substr(7, 5); // 成员函数调用 ``` #### 4. 功能与用途 | 功能 | 说明 | 示例 | |------|------|------| | **提取子串** | 从指定位置开始提取固定长度的子串 | `str.substr(7, 5)` → `"world"` | | **提取至末尾** | 省略 `len` 参数或指定 `npos` 提取到末尾 | `str.substr(7)` → `"world!"` | | **安全处理** | - 若 `pos` 等于字符串长度，返回空字符串<br>- 若 `pos > length()` 抛 `out_of_range`<br>- 若 `len` 超范围则提取到末尾 | `"data".substr(2, 10)` → `"ta"`[^1] | #### 完整示例 ```cpp #include <iostream> #include <string> int main() { std::string str = "Programming in C++"; // 示例1：提取子串 std::string sub1 = str.substr(0, 11); // "Programming" std::cout << "子串1: " << sub1 << "\n"; // 示例2：提取至末尾 std::string sub2 = str.substr(12); // "C++" std::cout << "子串2: " << sub2 << "\n"; // 示例3：安全处理 try { std::string sub3 = str.substr(100); // 抛出异常 } catch (const std::out_of_range& e) { std::cerr << "错误: " << e.what() << "\n"; } // 示例4：提取空子串 std::string sub4 = str.substr(str.size()); // 空字符串 std::cout << "空子串: \"" << sub4 << "\"\n"; return 0; } ``` #### 关键特性 - **非修改性操作**：不改变原字符串，返回新字符串 - **时间复杂度**：$O(n)$（需复制字符） - **内存管理**：新字符串独立分配内存 - **与 `erase()` 对比**： - `substr()`：提取子串（创建新对象） - `erase()`：删除子串（修改原对象）