【C++】字符串和数值类型的相互转化（借助STL）

写在文章开头的话
读完这篇文章后，你将学到下面的知识：
（1）如何利用标准库中的 std::stringstream 来完成字符串和数值类型的相互转换
（2）如何利用 C++11 提供的字符串转换函数，将std::string类型转换为数值类型

     在C++编程中有时会遇到字符串和数字的相互转化，以前学习的时候老师喜欢将这种转化当成作业，要我们写函数实现。但是实际为了方便准确还是会优先使用STL来完成。

     在 C 标准库中提供了字符串到数值类型的转化函数，但是没有提供数值到字符串的转换（不过有些系统如 Windows API中提供数值到字符串的转化）。先看看C标准库中的字符串转化函数，这些函数都包含在头文件 <cstdlib>中：

表1  C 标准库中的字符串转换函数

这些函数的用法想必都比较熟悉就不多说了，细节可以参考 C或C++ 标准库。这里主要说下借助 C++ 标准模板库中的 std::stringstream 来完成字符串的转换, 以及 C++11新增的 std::string 转换函数。

平时我们在用 std::cout 和 std::cin 时，感觉很直接，它能根据你的数据类型自动的执行输入输出操作，无论是字符、整型、浮点型，它都能以字符串形式输出到控制台，同样也可以从控制台读入字符串，解析成各种数值类型。上面提到的 stringstream 派生自 iostream，继承了iostream的输入输出操作，你可以把它看成std::cout 和 std::cin的内存版本，对其进行的输入输出不是与控制台交互，而是与stringstream内部的字符串交互。下面是stringstream 的继承图：

图1  C++标准I/O库继承图

接下来举两个例子来说明如何使用stringstream来进行字符串和数值类型的相互转化：

（1）字符串 --> 数值类型

     先准备好包含数值类型的字符串，然后定义 istringstream 实例，使用其输入操作将其内部的字符串解析为相应的数值类型，最后输出。

#include <iostream>#include <sstream>int main(){    string str = "12 3.14";    istringstream in(str);    int v1;    double v2;    in >> v1 >> v2;    cout << "v1=" << v1 << " ,v2=" << v2 << endl;    return 0;}

运行结果：

v1=12 ,v2=3.14

（2）数值类型 --> 字符串

     先准备好数值类型数据，然后定义 ostringstream 实例，使用其输出操作将数值类型输出到 stringstream 内部字符缓冲区中，最后调用 ostringstream::str() 成员函数获取内部字符串。

#include <iostream>#include <sstream>int main(){    int v1 = 12;    float v2 = 2.14f;    double v3 = 3.1415926;    long long v4 = 0x0123456789ABCDEF;    ostringstream out;    out << v1 << " "        << v2 << " "        << v3 << " "        << hex << uppercase << v4;    cout << "str=" << out.str() << endl;    return 0;}

运行结果：

 str=12 2.14 3.14159 123456789ABCDEF

如果不知道输入输出方向，也可以直接使用 stringstream。
 
由于 stringstream 没有重载字节类型的转换，可以通过限制宽度达到转换字节的目的，例如下面：

unsigned char b = 0xAB;std::ostringstream out;out.width(2);out << std::hex << std::uppercase << static_cast<unsigned short>(b);

先将单字节类型变量 b 转化为无符号整型，这样可以被 stringstream 输出从操作识别，同时限制输出的宽度为2位，截断为一个字节大小。

注意：out.width(int);仅对接下来的一次输出有效，之后再输出恢复默认宽度。

借助std::string 的转换函数

     C++11 中提供了 std::string 的几个字符串转换函数，可以方便的在字符串和数值类型间相互转换。

图 2  C++11 新增 std::string 转换函数

   

 这是很方便的，但是各编译器厂商支持尚不完全。 下面是测试的结果：

#include <string>#include <iostream>using namespace std;int main(){     string s1 = "1234";     string s2 = "3.14";     int v1 = std::stoi(s1);     float v2 = std::stof(s2);     cout << v1 << " " << v2 << endl;     string s3 = std::to_string(static_cast<long double>(v2)) + "15926";     cout << s3 << endl;     return 0;}

运行结果：

1234 3.14
3.1415926

结论：

（1）gcc 4.8.1 尚不支持上面用法。

（2）VC++2010 支持 stox 的系列用法，但 to_string 只支持 long long / unsinged long long / long double 类型的转换。

所以在使用上面转换函数先看看编译器是否支持，如不支持还是选择使用 stringstream 或者 cstdlib 中提供的 C 函数进行字符串转换。