String类：
1. 为什么学习string类？
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
string类文档介绍：
1. 字符串是表示字符序列的类
2. 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。
3. 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)。
4. 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)。
5. 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：
1. string是表示字符串的字符串类
2. 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。
3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_string string; 4. 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;
string类的常用接口说明
1. string类对象的常见构造
2. string类对象的容量操作
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <iostream> using namespace std; #include <string> // 测试string容量相关的接口 // size/clear/resize void Teststring1() { // 注意：string类对象支持直接用cin和cout进行输入和输出 string s("hello, bit!!!"); cout << s.size() << endl; cout << s.length() << endl; cout << s.capacity() << endl; cout << s << endl; // 将s中的字符串清空，注意清空时只是将size清0，不改变底层空间的大小 s.clear(); cout << s.size() << endl; cout << s.capacity() << endl; // 将s中有效字符个数增加到10个，多出位置用'a'进行填充 // “aaaaaaaaaa” s.resize(10, 'a'); cout << s.size() << endl; cout << s.capacity() << endl; // 将s中有效字符个数增加到15个，多出位置用缺省值'\0'进行填充 // "aaaaaaaaaa\0\0\0\0\0" // 注意此时s中有效字符个数已经增加到15个 s.resize(15); cout << s.size() << endl; cout << s.capacity() << endl; cout << s << endl; // 将s中有效字符个数缩小到5个 s.resize(5); cout << s.size() << endl; cout << s.capacity() << endl; cout << s << endl; } //==================================================================================== void Teststring2() { string s; // 测试reserve是否会改变string中有效元素个数 s.reserve(100); cout << s.size() << endl; cout << s.capacity() << endl; // 测试reserve参数小于string的底层空间大小时，是否会将空间缩小 s.reserve(50); cout << s.size() << endl; cout << s.capacity() << endl; } // 利用reserve提高插入数据的效率，避免增容带来的开销 //==================================================================================== void TestPushBack() { string s; size_t sz = s.capacity(); cout << "making s grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; ++i) { s.push_back('c'); if (sz != s.capacity()) { sz = s.capacity(); cout << "capacity changed: " << sz << '\n'; } } } // 构建vector时，如果提前已经知道string中大概要放多少个元素，可以提前将string中空间设置好 void TestPushBackReserve() { string s; s.reserve(100); size_t sz = s.capacity(); cout << "making s grow:\n"; for (int i = 0; i < 100; ++i) { s.push_back('c'); if (sz != s.capacity()) { sz = s.capacity(); cout << "capacity changed: " << sz << '\n'; } } }
注意：
1. 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()。
2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。
3. 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。
4. 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（、预留空间大小：16）。
5.为什么是16?因为在日常使用的字符串一般都不会超过16,因此string内部先预留了一个数组，当元素少于16时，直接从数组上存储超过16后会在堆上申清，用空间换取时间，从堆上申请空间是有时间消耗的，b所以string类在堆上申请成功之后一般不在缩小
3. string类对象的访问及遍历操作
// string的遍历 // begin()+end() for+[] 范围for // 注意：string遍历时使用最多的还是for+下标 或者 范围for(C++11后才支持) // begin()+end()大多数使用在需要使用STL提供的算法操作string时，比如：采用reverse逆置string void Teststring3() { string s1("hello Bit"); const string s2("Hello Bit"); cout << s1 << " " << s2 << endl; cout << s1[0] << " " << s2[0] << endl; s1[0] = 'H'; cout << s1 << endl; // s2[0] = 'h'; 代码编译失败，因为const类型对象不能修改 } void Teststring4() { string s("hello Bit"); // 3种遍历方式： // 需要注意的以下三种方式除了遍历string对象，还可以遍历是修改string中的字符， // 另外以下三种方式对于string而言，第一种使用最多 // 1. for+operator[] for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i) cout << s[i] << endl; // 2.迭代器 string::iterator it = s.begin(); while (it != s.end()) { cout << *it << endl; ++it; } // string::reverse_iterator rit = s.rbegin(); // C++11之后，直接使用auto定义迭代器，让编译器推到迭代器的类型 auto rit = s.rbegin(); while (rit != s.rend()) cout << *rit << endl; // 3.范围for for (auto ch : s) cout << ch << endl; }
4. string类对象的修改操作
// // 测试string： // 1. 插入(拼接)方式：push_back append operator+= // 2. 正向和反向查找：find() + rfind() // 3. 截取子串：substr() // 4. 删除：erase void Teststring5() { string str; str.push_back(' '); // 在str后插入空格 str.append("hello"); // 在str后追加一个字符"hello" str += 'b'; // 在str后追加一个字符'b' str += "it"; // 在str后追加一个字符串"it" cout << str << endl; cout << str.c_str() << endl; // 以C语言的方式打印字符串 // 获取file的后缀 string file("string.cpp"); size_t pos = file.rfind('.'); string suffix(file.substr(pos, file.size() - pos)); cout << suffix << endl; // npos是string里面的一个静态成员变量 // static const size_t npos = -1; // 取出url中的域名 string url("http://www.cplusplus.com/reference/string/string/find/"); cout << url << endl; size_t start = url.find("://"); if (start == string::npos) { cout << "invalid url" << endl; return; } start += 3; size_t finish = url.find('/', start); string address = url.substr(start, finish - start); cout << address << endl; // 删除url的协议前缀 pos = url.find("://"); url.erase(0, pos + 3); cout << url << endl; } int main() { return 0; }
注意：
1. 在string尾部追加字符时，s.push_back(c) / 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。
2. 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。
5. string类非成员函数
6. 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，从堆上开辟空间这种设计也是有一定道理的，大多数情况下字符串的长度都小于16，那string对象创建好之后，内 部已经有了16个字符数组的固定空间，不需要通过堆创建，效率高。 其次：还有一个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 最后：还有一个指针做一些其他事情。 故总共占16+4+4+4=28个字节。
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; ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「awofe」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/awofe/article/details/128454743 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;
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
指向堆空间的指针，用来存储字符串。
struct _Rep_base { size_type _M_length; size_type _M_capacity; _Atomic_word _M_refcount; };
