C++ 문자열 라이브러리 완벽 가이드

개요

C++의 string 클래스와 관련 라이브러리들은 안전하고 효율적인 문자열 처리를 제공합니다.

기본 string 클래스

string 헤더

#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;

// 기본 사용법
string str = "Hello World";
cout << str << endl;

// 문자열 길이
cout << str.length() << endl;  // 11
cout << str.size() << endl;    // 11 (length()와 동일)

// 빈 문자열 확인
if (str.empty()) {
    cout << "String is empty" << endl;
}

// 용량 관련
cout << str.capacity() << endl; // 할당된 메모리 크기
str.reserve(100);              // 최소 100자 용량 예약
str.shrink_to_fit();           // 불필요한 메모리 해제

문자 접근

string str = "Hello";

// 인덱스 접근
char ch = str[0];        // 'H' (범위 검사 없음)
char ch = str.at(0);     // 'H' (범위 검사 있음)

// 첫/마지막 문자
char first = str.front(); // 'H'
char last = str.back();   // 'o'

// 반복자 사용
for (auto it = str.begin(); it != str.end(); ++it) {
    cout << *it << " ";
}

// 범위 기반 for 루프
for (char c : str) {
    cout << c << " ";
}

문자열 생성과 초기화

다양한 생성 방법

// 기본 생성
string s1;                      // 빈 문자열
string s2("Hello");             // C 스타일 문자열로 초기화
string s3 = "World";            // 복사 초기화
string s4(5, 'A');              // "AAAAA" (문자 5개)
string s5(s2);                  // 복사 생성자
string s6 = s2;                 // 복사 생성자

// 부분 문자열로 초기화
string s7(s2, 1, 3);            // s2의 1번째부터 3글자 "ell"
string s8(s2.begin() + 1, s2.end() - 1); // 반복자 범위

// C++11 초기화 리스트
string s9{'H', 'e', 'l', 'l', 'o'};

// 이동 생성자 (C++11)
string s10 = move(s2);          // s2의 내용을 s10으로 이동

문자열 할당

string str;

str = "Hello";                  // 할당
str = 'A';                      // 단일 문자 할당
str = other_string;             // 다른 문자열 할당

str.assign("World");            // assign 함수
str.assign(5, 'B');             // "BBBBB"
str.assign(other_string, 2, 3); // 부분 할당

문자열 조작

추가 연산

string str = "Hello";

// 뒤에 추가
str += " World";                // "Hello World"
str.append(" Again");           // "Hello World Again"
str.append(3, '!');             // "Hello World Again!!!"

// 특정 위치에 삽입
str.insert(5, " C++");          // "Hello C++ World Again!!!"
str.insert(0, "Hi ");           // "Hi Hello C++ World Again!!!"

// 연결 연산자
string result = str + " " + "End"; // 문자열 연결

제거 연산

string str = "Hello World Programming";

// 특정 위치 제거
str.erase(5, 6);                // 5번째부터 6글자 제거 "HelloProgramming"
str.erase(5);                   // 5번째부터 끝까지 제거 "Hello"

// 문자 제거
str.pop_back();                 // 마지막 문자 제거 "Hell"

// 전체 제거
str.clear();                    // 빈 문자열로 만들기

교체 연산

string str = "Hello World Hello";

// 부분 교체
str.replace(6, 5, "C++");       // "Hello C++ Hello"
str.replace(str.find("Hello"), 5, "Hi"); // 첫 번째 "Hello"를 "Hi"로

// 전체 교체 (C++에는 built-in 없음, 직접 구현)
void replace_all(string& str, const string& from, const string& to) {
    size_t pos = 0;
    while ((pos = str.find(from, pos)) != string::npos) {
        str.replace(pos, from.length(), to);
        pos += to.length();
    }
}

replace_all(str, "Hello", "Hi"); // 모든 "Hello"를 "Hi"로

부분 문자열

string str = "Hello World Programming";

// substr 함수
string sub1 = str.substr(6);        // "World Programming"
string sub2 = str.substr(6, 5);     // "World"
string sub3 = str.substr(0, 5);     // "Hello"

// 복사 함수
char buffer[100];
str.copy(buffer, 5, 0);         // str의 0번째부터 5글자를 buffer에 복사
buffer[5] = '\0';               // null 종료 문자 추가

문자열 검색

기본 검색 함수

string str = "Hello World Programming Hello";

// find: 첫 번째 발견 위치
size_t pos = str.find("World");         // 6
size_t pos = str.find("World", 10);     // 10번째부터 검색
size_t pos = str.find('o');             // 4 (첫 번째 'o')

// rfind: 마지막 발견 위치 (뒤에서부터 검색)
size_t pos = str.rfind("Hello");        // 25 (마지막 "Hello")
size_t pos = str.rfind('o');            // 28 (마지막 'o')

// 검색 실패 확인
if (pos == string::npos) {
    cout << "Not found" << endl;
}

고급 검색 함수

string str = "Hello123World456";

// find_first_of: 문자 집합 중 아무나 첫 번째
size_t pos = str.find_first_of("0123456789"); // 5 (첫 번째 숫자)
size_t pos = str.find_first_of("aeiou");       // 1 (첫 번째 모음)

// find_last_of: 문자 집합 중 아무나 마지막
size_t pos = str.find_last_of("0123456789");  // 13 (마지막 숫자)

// find_first_not_of: 문자 집합에 포함되지 않는 첫 번째
size_t pos = str.find_first_not_of("Helo");   // 5 (첫 번째 숫자)

// find_last_not_of: 문자 집합에 포함되지 않는 마지막
size_t pos = str.find_last_not_of("0123456789"); // 9 (마지막 알파벳)

비교 함수

string str1 = "Hello";
string str2 = "World";

// 비교 연산자
if (str1 == str2) { /* 같음 */ }
if (str1 != str2) { /* 다름 */ }
if (str1 < str2)  { /* 사전순으로 앞 */ }
if (str1 > str2)  { /* 사전순으로 뒤 */ }

// compare 함수
int result = str1.compare(str2);  // 음수: str1 < str2, 0: 같음, 양수: str1 > str2
int result = str1.compare(0, 3, str2, 0, 3); // 부분 비교

// 대소문자 무시 비교 (C++에는 built-in 없음)
bool case_insensitive_compare(const string& a, const string& b) {
    return equal(a.begin(), a.end(), b.begin(), b.end(),
                 [](char a, char b) {
                     return tolower(a) == tolower(b);
                 });
}

문자열 변환

숫자 ↔ 문자열 변환 (C++11)

#include <string>

// 문자열 → 숫자
string num_str = "123";
int num = stoi(num_str);              // 123
long long_num = stol(num_str);        // 123L
float float_num = stof("3.14");       // 3.14f
double double_num = stod("3.14159");  // 3.14159

// 진법 지정
int hex_num = stoi("ff", nullptr, 16); // 255 (16진법)
int bin_num = stoi("1010", nullptr, 2); // 10 (2진법)

// 숫자 → 문자열
int num = 123;
string str = to_string(num);          // "123"
double pi = 3.14159;
string pi_str = to_string(pi);        // "3.141590"

대소문자 변환

#include <algorithm>
#include <cctype>

string str = "Hello World";

// 대문자로 변환
transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), ::toupper);
// str은 이제 "HELLO WORLD"

// 소문자로 변환
transform(str.begin(), str.end(), str.begin(), ::tolower);
// str은 이제 "hello world"

// 첫 글자만 대문자
string capitalize(string str) {
    if (!str.empty()) {
        str[0] = toupper(str[0]);
        transform(str.begin() + 1, str.end(), str.begin() + 1, ::tolower);
    }
    return str;
}

공백 제거 (trim)

#include <algorithm>
#include <cctype>

// 왼쪽 공백 제거
string ltrim(string str) {
    str.erase(str.begin(), find_if(str.begin(), str.end(), 
                                   [](unsigned char ch) {
                                       return !isspace(ch);
                                   }));
    return str;
}

// 오른쪽 공백 제거
string rtrim(string str) {
    str.erase(find_if(str.rbegin(), str.rend(), 
                      [](unsigned char ch) {
                          return !isspace(ch);
                      }).base(), str.end());
    return str;
}

// 양쪽 공백 제거
string trim(string str) {
    return ltrim(rtrim(str));
}

정규표현식

regex 헤더 (C++11)

#include <regex>
#include <string>
#include <iostream>

string text = "Email: john@example.com, Phone: 123-456-7890";

// 기본 매칭
regex email_pattern(R"([a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,})");
smatch match;

if (regex_search(text, match, email_pattern)) {
    cout << "Found email: " << match[0] << endl; // john@example.com
}

// 전체 매칭 확인
regex full_pattern(R"(^[a-zA-Z]+$)"); // 알파벳만
if (regex_match("Hello", full_pattern)) {
    cout << "Valid alphabet string" << endl;
}

정규식 검색과 교체

#include <regex>

string text = "The price is $123.45 and $67.89";

// 모든 매치 찾기
regex price_pattern(R"(\$([0-9]+\.[0-9]{2}))");
sregex_iterator start(text.begin(), text.end(), price_pattern);
sregex_iterator end;

for (sregex_iterator i = start; i != end; ++i) {
    smatch match = *i;
    cout << "Price: " << match[1] << endl; // 123.45, 67.89
}

// 교체
string result = regex_replace(text, price_pattern, "[$1]");
// "The price is [123.45] and [67.89]"

유용한 정규식 패턴

// 이메일 검증
regex email_regex(R"([a-zA-Z0-9._%+-]+@[a-zA-Z0-9.-]+\.[a-zA-Z]{2,})");

// 전화번호 (XXX-XXX-XXXX)
regex phone_regex(R"(\d{3}-\d{3}-\d{4})");

// IP 주소
regex ip_regex(R"(\b(?:[0-9]{1,3}\.){3}[0-9]{1,3}\b)");

// URL
regex url_regex(R"(https?://[^\s]+)");

// 숫자 (정수, 소수)
regex number_regex(R"(-?\d+(?:\.\d+)?)");

// 단어 경계
regex word_regex(R"(\b\w+\b)");

성능 최적화

문자열 연결 최적화

// 비효율적 (매번 새 문자열 생성)
string result;
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    result += "text";
}

// 효율적 1: reserve 사용
string result;
result.reserve(4000); // 예상 크기 미리 할당
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    result += "text";
}

// 효율적 2: stringstream 사용
ostringstream oss;
for (int i = 0; i < 1000; ++i) {
    oss << "text";
}
string result = oss.str();

문자열 뷰 (C++17)

#include <string_view>

// string_view는 문자열을 복사하지 않고 참조만
void process_string(string_view sv) {
    cout << sv << endl; // 복사 비용 없음
}

string str = "Hello World";
process_string(str);        // string에서 변환
process_string("literal");  // 리터럴에서 변환
process_string(str.substr(0, 5)); // 부분 문자열도 복사 없음

이동 의미론 활용

// C++11 이동 생성자 활용
string create_string() {
    string result = "Long string content...";
    return result; // RVO 또는 이동으로 최적화
}

string str = create_string(); // 복사 없이 이동

// 명시적 이동
string source = "Original";
string dest = move(source); // source는 이제 빈 상태

실전 예제

1. 문자열 분할 (Split)

#include <vector>
#include <sstream>

vector<string> split(const string& str, char delimiter) {
    vector<string> tokens;
    stringstream ss(str);
    string token;

    while (getline(ss, token, delimiter)) {
        tokens.push_back(token);
    }

    return tokens;
}

// 사용 예
string csv = "apple,banana,cherry";
vector<string> fruits = split(csv, ',');
// {"apple", "banana", "cherry"}

2. 문자열 조인

string join(const vector<string>& strings, const string& delimiter) {
    if (strings.empty()) return "";

    ostringstream oss;
    oss << strings[0];

    for (size_t i = 1; i < strings.size(); ++i) {
        oss << delimiter << strings[i];
    }

    return oss.str();
}

// 사용 예
vector<string> words = {"Hello", "World", "C++"};
string sentence = join(words, " "); // "Hello World C++"

3. 문자열 템플릿 엔진

#include <map>

class StringTemplate {
private:
    string template_str;
    map<string, string> variables;

public:
    StringTemplate(const string& tmpl) : template_str(tmpl) {}

    void set(const string& key, const string& value) {
        variables[key] = value;
    }

    string render() {
        string result = template_str;

        for (const auto& [key, value] : variables) {
            string placeholder = "{{" + key + "}}";
            replace_all(result, placeholder, value);
        }

        return result;
    }

private:
    void replace_all(string& str, const string& from, const string& to) {
        size_t pos = 0;
        while ((pos = str.find(from, pos)) != string::npos) {
            str.replace(pos, from.length(), to);
            pos += to.length();
        }
    }
};

// 사용 예
StringTemplate tmpl("Hello {{name}}, you are {{age}} years old!");
tmpl.set("name", "John");
tmpl.set("age", "25");
cout << tmpl.render(); // "Hello John, you are 25 years old!"

4. 문자열 유틸리티 클래스

class StringUtils {
public:
    // 문자열이 특정 문자열로 시작하는지 확인
    static bool starts_with(const string& str, const string& prefix) {
        return str.length() >= prefix.length() &&
               str.compare(0, prefix.length(), prefix) == 0;
    }

    // 문자열이 특정 문자열로 끝나는지 확인
    static bool ends_with(const string& str, const string& suffix) {
        return str.length() >= suffix.length() &&
               str.compare(str.length() - suffix.length(), suffix.length(), suffix) == 0;
    }

    // 문자열 패딩
    static string pad_left(const string& str, size_t width, char fill = ' ') {
        if (str.length() >= width) return str;
        return string(width - str.length(), fill) + str;
    }

    static string pad_right(const string& str, size_t width, char fill = ' ') {
        if (str.length() >= width) return str;
        return str + string(width - str.length(), fill);
    }

    // 문자열 반복
    static string repeat(const string& str, size_t count) {
        string result;
        result.reserve(str.length() * count);
        for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
            result += str;
        }
        return result;
    }

    // 문자열 뒤집기
    static string reverse(string str) {
        std::reverse(str.begin(), str.end());
        return str;
    }

    // 카멜케이스를 스네이크케이스로
    static string camel_to_snake(const string& camel) {
        string result;
        for (char c : camel) {
            if (isupper(c)) {
                if (!result.empty()) result += '_';
                result += tolower(c);
            } else {
                result += c;
            }
        }
        return result;
    }

    // 스네이크케이스를 카멜케이스로
    static string snake_to_camel(const string& snake) {
        string result;
        bool next_upper = false;

        for (char c : snake) {
            if (c == '_') {
                next_upper = true;
            } else {
                result += next_upper ? toupper(c) : c;
                next_upper = false;
            }
        }

        return result;
    }
};

마지막 업데이트: 2025-06-24

C++ 문자열 라이브러리 완벽 가이드

개요

목차

기본 string 클래스

string 헤더

문자 접근

문자열 생성과 초기화

다양한 생성 방법

문자열 할당

문자열 조작

추가 연산

제거 연산

교체 연산

부분 문자열

문자열 검색

기본 검색 함수

고급 검색 함수

비교 함수

문자열 변환

숫자 ↔ 문자열 변환 (C++11)

대소문자 변환

공백 제거 (trim)

정규표현식

regex 헤더 (C++11)

정규식 검색과 교체

유용한 정규식 패턴

성능 최적화

문자열 연결 최적화

문자열 뷰 (C++17)

이동 의미론 활용

실전 예제

1. 문자열 분할 (Split)

2. 문자열 조인

3. 문자열 템플릿 엔진

4. 문자열 유틸리티 클래스