前言
本篇将学习string类的基础知识
🕺作者： 迷茫的启明星
专栏：《C++初阶》
相关string类的的题博客：
《leetcode43. 字符串相乘》
《leetcode415. 字符串相加》
《leetcode17. 电话号码的字母组合》
😘欢迎关注：👍点赞🙌收藏✍️留言
🏇码字不易，你的👍点赞🙌收藏❤️关注对我真的很重要，有问题可在评论区提出，感谢阅读！！！
持续更新中~
string类
1. 为什么要学习string类
1.1 C语言中的字符串不够好用
C语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。
2. 标准库中的string类
2.1 string类(了解)
string类的文档介绍
字符串是表示字符序列的类
标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
string类是使用char(即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信息，请参阅basic_string)。
string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。
总结：
string是表示字符串的字符串类
该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作string的常规操作。
string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string<char, char_traits, allocator>string;
不能操作多字节或者变长字符的序列。
在使用string类时，必须包含#include头文件以及using namespace std;
2.2 string类的常用接口说明
想更多了解的可以看这里：http://www.cplusplus.com
相关比较常用的实现我都在这篇博客中实现过了（☞《从零开始实现 std::string：让你更深入地了解字符串的本质》）
string类对象的常见构造 (constructor)函数名称 功能说明 string() （重点） 构造空的string类对象，即空字符串 string(const char* s) （重点） 用C-string来构造string类对象 string(size_t n, char c) string类对象中包含n个字符c string(const string&s) （重点） 拷贝构造函数 string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos); 取前一个字符串的一段 string (const char* s, size_t n); 取前面一个字符串的前n个字符 void Teststring1() { string s1; // 构造空的string类对象s1 string s2("hello world!!!"); // 用C格式字符串构造string类对象s2 string s3(s2); // 拷贝构造s3 string s4(s2, 6, 5); //从坐标6开始，取长度为5的一段字符,如果第三个参数len大于后面字符长度，有多少拷贝多少拷贝到结尾 string s5("hello world", 5); //取前面字符串的前5个字符“hello” string s6(100, 'x'); //构成一个含100个x字符的字符串 }
2.3 string类对象的容量操作
函数名称 功能
size 返回字符串有效字符长度
length 返回字符串有效字符长度
capacity 返回空间总大小
empty 检测字符串释放为空串，是返回true，否则返回false
clear 清空有效字符
reserve 为字符串预留空间
resize 将有效字符的个数该成n个，多出的空间用字符c填充
注意：
size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一致，一般情况下基本都是用size()。
clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，
不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，
resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。
注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，
如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。
示例：
#include<iostream> using namespace std; int main() { string s("1314520"); cout << "s的长度："<<s.size() << endl; cout << "s的长度：" << s.length() << endl; cout << "s的容量：" << s.capacity() << endl; cout << "s是否为空：" << s.empty() << endl; s.clear();//清除字符 cout << s << endl; s="1314520";//重新设置字符串 s.reserve(520);//设置空间 cout << "重新设置后s的容量："<<s.capacity() << endl; s.resize(13);//设置有效字符串的长度，多余的用第二个参数填补，默认为"" cout << "重新设置后s的长度：" << s.size() << endl; s.resize(19,'s');//设置填充值为's' cout << "重新设置后s的长度：" << s.size() <<" ""重新设置后的s："<<s << endl; return 0; }
输出：
2.4string类对象的访问及遍历操作
函数名称 功能说明
operator[] 返回pos位置的字符，const string类对象调用
begin / end begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
rbegin / rend begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
范围for C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式
示例：
#include<iostream> using namespace std; int main() { string s("1314520"); cout << s[2] << endl; reverse(s.begin(), s.end());//翻转字符串 cout <<s<<endl; reverse(s.rbegin(), s.rend());//再次翻转 cout << s << endl; for (auto ch : s) { cout << ch; } return 0; }
输出：
2.5 string类对象的修改操作
函数名称 功能
push_back 在字符串后尾插字符c
append 在字符串后追加一个字符串
operator+= 在字符串后追加字符串str
c_str 返回C格式字符串
find / npos 从字符串pos位置开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置
rfind 从字符串pos位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置
substr 在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回
insert 在str中从pos位置开始,插入字符或字符串（常用）
注意：
在string尾部追加字符时，s.push_back© / s.append(1, c) / s += 'c’三种的实现方式差不多，一般情况下string类的+=操作用的比较多，+=操作不仅可以连接单个字符，还可以连接字符串。
对string操作时，如果能够大概预估到放多少字符，可以先通过reserve把空间预留好。
示例：
#include<iostream> using namespace std; int main() { string s("1314520"); cout << "原来的s：" << s << endl; s.push_back('a'); cout << "尾插后的s：" << s<<endl; s += " 3.141559"; cout << "追加字符串后的s:" << s << endl; cout << "输出C格式字符串:"<<s.c_str() << endl;//输出C格式字符串 cout << s.find('5') << endl;//从左开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置 cout<< s.rfind('5') << endl;//从右开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置 cout << s.substr(4,3) << endl;//从坐标4往后截取3个字符 cout << s.insert(0, "天青色等烟雨");//插入字符串 return 0; }
输出：
2.6 string类非成员函数
函数 功能
operator+ 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
operator>> 输入运算符重载
operator<< 输出运算符重载
getline 获取一行字符串
relational oprators 大小比较
2.7 vs和g++下string结构的说明
注意：下述结构是在32位平台下进行验证，32位平台下指针占4个字节。
vs下string的结构
string总共占28个字节，内部结构稍微复杂一点，先是有一个联合体，联合体用来定义string中字符串的存储空间：
当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组来存放
当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间
union _Bxty { // storage for small buffer or pointer to larger one value_type _Buf[_BUF_SIZE]; pointer _Ptr; char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing } _Bx;
这种设计其实挺符合人性的，大多数情况下字符串的长度都小于16，那么当string对象创建好以后，内部已经有了16个字符数组得到固定空间，不需要再通过堆创建，效率就比较高了
组成：
一个size_t字段保存字符串长度
一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的容量
一个指针做一些其他事情（指向字符串首地址）
故总共占16+4+4+4=28个字节。
g++下string的结构
G++下，string是通过写时拷贝实现的，string对象总共占4个字节，内部只包含了一个指针，该指针将来指向一块堆空间，内部包含了如下字段：
空间总大小
字符串有效长度
引用计数
struct _Rep_base { size_type _M_length; size_type _M_capacity; _Atomic_word _M_refcount; };
指向堆空间的指针，用来存储字符串。
3. 拷贝问题
浅拷贝：
浅拷贝：也称位拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。
如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，
当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，
而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，
所以当继续对资源进项操作时，就会发生发生了访问违规。
所以与资源管理（空间分配）有关的拷贝一定要注意深浅拷贝的情况，判断是否要自己写拷贝函数，也就是深拷贝。
深拷贝：
如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。
比如说：
#include<iostream> using namespace std; int main() { string s1; string s2="chatgpt"; s1=s2; return 0; }
它的实现原理是上面呢？
实际情况如下：
每个String类对象都要用空间来存放字符串，而s1需要s2拷贝出来，这时候就要用到深拷贝了，它需要给每个对象分配独立的资源，保证他们不会因为共享资源而造成多次释放而造成程序奔溃。
写时拷贝（了解）
写时拷贝就是一种拖延症，是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。
引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成1，每增加一个对象使用该资源，就给计数增加1，当某个对象被销毁时，先给该计数减1，然后再检查是否需要释放资源，如果计数为1，说明该对象时资源的最后一个使用者，将该资源释放；否则就不能释放，因为还有其他对象在使用该资源。
后记
感谢大家支持！！！
respect！
下篇见！
