Topic 4: 문자열 처리 함수 🛠️

🎯 학습 목표

C++ 문자열의 기본 함수들을 이해할 수 있다
문자열 검색과 수정 기능을 활용할 수 있다
문자열과 숫자 간 변환을 수행할 수 있다

📚 문자열 라이브러리 소개

“string 클래스는 문자열을 쉽게 다룰 수 있는 강력한 도구상자입니다!”

C++의 string 클래스는 문자열 처리를 위한 다양한 멤버 함수를 제공합니다.

🔍 문자열 검색 함수

1. find() 함수

개념: 문자열 내에서 특정 문자나 부분 문자열을 찾습니다.


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "Hello, World! Hello, C++!";
    
    // 1. 문자 찾기
    size_t pos = text.find('W');
    if (pos != string::npos) {
        cout << "'W'의 위치: " << pos << endl;  // 7
    }
    
    // 2. 문자열 찾기
    pos = text.find("Hello");
    cout << "첫 번째 'Hello' 위치: " << pos << endl;  // 0
    
    // 3. 특정 위치부터 검색
    pos = text.find("Hello", 5);  // 5번 인덱스부터 검색
    cout << "두 번째 'Hello' 위치: " << pos << endl;  // 14
    
    // 4. 찾지 못한 경우
    pos = text.find("Python");
    if (pos == string::npos) {
        cout << "'Python'을 찾을 수 없습니다." << endl;
    }
    
    return 0;
}

💡 핵심 포인트:

find() 함수는 찾은 위치의 인덱스를 반환
찾지 못하면 string::npos 반환 (매우 큰 값)
대소문자를 구분함

2. rfind()와 기타 검색 함수


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "apple, banana, apple, cherry";
    
    // rfind: 뒤에서부터 검색
    size_t lastApple = text.rfind("apple");
    cout << "마지막 'apple' 위치: " << lastApple << endl;  // 15
    
    // find_first_of: 여러 문자 중 하나라도 처음 나타나는 위치
    size_t firstVowel = text.find_first_of("aeiou");
    cout << "첫 번째 모음 위치: " << firstVowel << endl;  // 0
    
    // find_last_of: 여러 문자 중 하나라도 마지막으로 나타나는 위치
    size_t lastComma = text.find_last_of(",");
    cout << "마지막 쉼표 위치: " << lastComma << endl;  // 21
    
    return 0;
}

✂️ 문자열 수정 함수

1. substr() - 부분 문자열 추출


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "Hello, World!";
    
    // substr(시작위치, 길이)
    string part1 = text.substr(0, 5);   // "Hello"
    string part2 = text.substr(7);      // "World!" (끝까지)
    string part3 = text.substr(7, 5);   // "World"
    
    cout << "part1: " << part1 << endl;
    cout << "part2: " << part2 << endl;
    cout << "part3: " << part3 << endl;
    
    // 날짜 문자열 파싱 예제
    string date = "2024-03-15";
    string year = date.substr(0, 4);
    string month = date.substr(5, 2);
    string day = date.substr(8, 2);
    
    cout << "년: " << year << ", 월: " << month << ", 일: " << day << endl;
    
    return 0;
}

2. replace() - 문자열 치환


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "I love Java programming";
    
    // replace(시작위치, 길이, 새문자열)
    text.replace(7, 4, "C++");  // "Java"를 "C++"로 교체
    cout << text << endl;  // "I love C++ programming"
    
    // find와 함께 사용
    string sentence = "The cat is on the mat";
    size_t pos = sentence.find("cat");
    if (pos != string::npos) {
        sentence.replace(pos, 3, "dog");
    }
    cout << sentence << endl;  // "The dog is on the mat"
    
    return 0;
}

3. insert()와 erase()


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "Hello World";
    
    // insert(위치, 문자열) - 삽입
    text.insert(5, " Beautiful");
    cout << text << endl;  // "Hello Beautiful World"
    
    // erase(시작위치, 길이) - 삭제
    text.erase(5, 10);  // " Beautiful" 삭제
    cout << text << endl;  // "Hello World"
    
    // 특정 문자 모두 제거하기
    string numbers = "1,2,3,4,5";
    size_t pos = 0;
    while ((pos = numbers.find(',')) != string::npos) {
        numbers.erase(pos, 1);
    }
    cout << numbers << endl;  // "12345"
    
    return 0;
}

🔄 문자열과 숫자 변환

1. 문자열을 숫자로 변환


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    // stoi: string to int
    string str1 = "123";
    int num1 = stoi(str1);
    cout << "문자열 \"123\" → 정수 " << num1 << endl;
    
    // stod: string to double
    string str2 = "3.14159";
    double num2 = stod(str2);
    cout << "문자열 \"3.14159\" → 실수 " << num2 << endl;
    
    // stol: string to long
    string str3 = "1000000";
    long num3 = stol(str3);
    cout << "문자열 \"1000000\" → long " << num3 << endl;
    
    // 변환 실패 처리
    try {
        string invalid = "abc123";
        int num = stoi(invalid);  // 예외 발생!
    } catch (const invalid_argument& e) {
        cout << "변환 실패: 올바른 숫자 형식이 아닙니다." << endl;
    }
    
    return 0;
}

2. 숫자를 문자열로 변환


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    // to_string 함수 사용
    int num1 = 42;
    double num2 = 3.14159;
    
    string str1 = to_string(num1);
    string str2 = to_string(num2);
    
    cout << "정수 42 → 문자열 \"" << str1 << "\"" << endl;
    cout << "실수 3.14159 → 문자열 \"" << str2 << "\"" << endl;
    
    // 문자열 결합에 활용
    int score = 95;
    string message = "당신의 점수는 " + to_string(score) + "점입니다.";
    cout << message << endl;
    
    return 0;
}

🧹 문자열 정리 함수

1. 공백 제거하기


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 앞 공백 제거
string ltrim(string str) {
    size_t start = str.find_first_not_of(" \t\n\r");
    return (start == string::npos) ? "" : str.substr(start);
}
 
// 뒤 공백 제거
string rtrim(string str) {
    size_t end = str.find_last_not_of(" \t\n\r");
    return (end == string::npos) ? "" : str.substr(0, end + 1);
}
 
// 양쪽 공백 제거
string trim(string str) {
    return rtrim(ltrim(str));
}
 
int main() {
    string text = "   Hello World   ";
    
    cout << "원본: '" << text << "'" << endl;
    cout << "ltrim: '" << ltrim(text) << "'" << endl;
    cout << "rtrim: '" << rtrim(text) << "'" << endl;
    cout << "trim: '" << trim(text) << "'" << endl;
    
    return 0;
}

2. 대소문자 변환


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "Hello World!";
    
    // 대문자로 변환
    string upper = text;
    for (int i = 0; i < upper.length(); i++) {
        if (upper[i] >= 'a' && upper[i] <= 'z') {
            upper[i] = upper[i] - ('a' - 'A');
        }
    }
    cout << "대문자: " << upper << endl;  // "HELLO WORLD!"
    
    // 소문자로 변환
    string lower = text;
    for (int i = 0; i < lower.length(); i++) {
        if (lower[i] >= 'A' && lower[i] <= 'Z') {
            lower[i] = lower[i] + ('a' - 'A');
        }
    }
    cout << "소문자: " << lower << endl;  // "hello world!"
    
    // 문자 하나씩 변환 예제
    string text2 = "C++ Programming";
    cout << "원본: " << text2 << endl;
    
    // 대문자로 변환
    for (int i = 0; i < text2.length(); i++) {
        if (text2[i] >= 'a' && text2[i] <= 'z') {
            text2[i] = text2[i] - ('a' - 'A');
        }
    }
    cout << "대문자 변환: " << text2 << endl;
    
    return 0;
}

📊 문자열 정보 함수


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
    string text = "Hello, World!";
    
    // length() 또는 size(): 문자열 길이
    cout << "길이: " << text.length() << endl;  // 13
    cout << "크기: " << text.size() << endl;    // 13 (같은 기능)
    
    // empty(): 빈 문자열 확인
    string empty_str = "";
    cout << "빈 문자열? " << (empty_str.empty() ? "예" : "아니오") << endl;
    
    // clear(): 문자열 비우기
    string temp = "temporary";
    temp.clear();
    cout << "clear 후: '" << temp << "'" << endl;  // ""
    
    // capacity(): 할당된 메모리 크기
    string str = "Hello";
    cout << "길이: " << str.length() << ", 용량: " << str.capacity() << endl;
    
    // resize(): 크기 변경
    str.resize(10, 'X');  // 10글자로 늘리고 'X'로 채움
    cout << "resize 후: '" << str << "'" << endl;  // "HelloXXXXX"
    
    return 0;
}

🎮 실습: 간단한 텍스트 처리기


#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
// 문자열에서 특정 문자의 개수 세기
int countChar(string text, char ch) {
    int count = 0;
    for (int i = 0; i < text.length(); i++) {
        if (text[i] == ch) {
            count++;
        }
    }
    return count;
}
 
// 문자열의 단어 수 세기 (공백 기준)
int countWords(string text) {
    int count = 0;
    bool inWord = false;
    
    for (int i = 0; i < text.length(); i++) {
        if (text[i] != ' ' && !inWord) {
            count++;
            inWord = true;
        } else if (text[i] == ' ') {
            inWord = false;
        }
    }
    
    return count;
}
 
// 간단한 CSV 파싱 (최대 10개 항목)
void parseCSV(string csvData) {
    string items[10];  // 최대 10개 항목 저장
    int itemCount = 0;
    string current = "";
    
    for (int i = 0; i < csvData.length() && itemCount < 10; i++) {
        if (csvData[i] == ',') {
            items[itemCount++] = current;
            current = "";
        } else {
            current += csvData[i];
        }
    }
    // 마지막 항목 추가
    if (!current.empty() && itemCount < 10) {
        items[itemCount++] = current;
    }
    
    // 결과 출력
    cout << "CSV 파싱 결과 (" << itemCount << "개 항목):" << endl;
    for (int i = 0; i < itemCount; i++) {
        cout << i + 1 << ". " << items[i] << endl;
    }
}
 
int main() {
    cout << "=== 간단한 텍스트 처리기 ===" << endl;
    
    // 1. CSV 데이터 파싱
    string csvData = "apple,banana,cherry,date";
    cout << "\n원본 CSV: " << csvData << endl;
    parseCSV(csvData);
    
    // 2. 문자 개수 세기
    string text = "Hello, World! How are you?";
    cout << "\n텍스트: " << text << endl;
    cout << "공백 개수: " << countChar(text, ' ') << "개" << endl;
    cout << "느낌표 개수: " << countChar(text, '!') << "개" << endl;
    cout << "쉼표 개수: " << countChar(text, ',') << "개" << endl;
    
    // 3. 단어 수 세기
    string sentence = "The quick brown fox jumps over the lazy dog";
    cout << "\n문장: " << sentence << endl;
    cout << "단어 수: " << countWords(sentence) << "개" << endl;
    
    // 4. 문자열에서 첫 단어와 마지막 단어 찾기
    string fullName = "Hong Gil Dong";
    size_t firstSpace = fullName.find(' ');
    size_t lastSpace = fullName.rfind(' ');
    
    if (firstSpace != string::npos) {
        string firstName = fullName.substr(0, firstSpace);
        string lastName = fullName.substr(lastSpace + 1);
        cout << "\n전체 이름: " << fullName << endl;
        cout << "첫 단어: " << firstName << endl;
        cout << "마지막 단어: " << lastName << endl;
    }
    
    return 0;
}

💭 생각해보기

Q1. find() vs rfind()

언제 find()를 사용하고 언제 rfind()를 사용하는 것이 좋을까요?

💡 답변

find(): 앞에서부터 검색 - 첫 번째 등장 위치가 필요할 때
rfind(): 뒤에서부터 검색 - 마지막 등장 위치가 필요할 때

예시: 파일 경로에서 파일명만 추출하려면 rfind('/')를 사용하는 것이 효율적

Q2. string::npos의 의미

string::npos는 왜 -1이 아니라 특별한 값을 사용할까요?

💡 답변

string::npos는 size_t 타입의 최대값입니다. size_t는 부호 없는 정수 타입이므로 -1을 표현할 수 없습니다. 대신 가장 큰 값을 “찾지 못함”의 의미로 사용합니다.

find()와 관련 검색 함수들을 이해했다substr(), replace(), insert(), erase()를 활용할 수 있다문자열을 숫자로 변환하는 방법을 익혔다숫자를 문자열로 변환하는 방법을 배웠다공백 제거 함수를 구현할 수 있다대소문자 변환 방법을 이해했다문자열 정보 함수들을 활용할 수 있다간단한 텍스트 처리기를 구현했다