什么是string类？

C++中的string类是一个字符串容器类，它提供了一系列操作字符串的方法，例如连接、查找、删除、替换等。与C语言中的字符串不同，使用string类可以避免许多重复繁琐的操作，使得代码更加简洁和易于维护。另外，string类支持自动内存管理和动态扩容，可以根据需要动态地调整字符串的大小，这也是其与C语言中的字符数组相比的一个优势。

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<char, char_traits, allocator>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;

我们学习string类需要通过查文档来学习：string类文档介绍

string构造

前面提到了我们学习string类需要结合文档来学习，这里我们在文档中查询string类的构造。

文档下面也对这几个构造函数有解释>

Google翻译>

string();

创建一个空的字符串，长度为零个字符。

eg：

int main()
{
  //构造一个空的字符串
  string s1;
  cout << s1 << endl;
  return 0;
}

可以看到打印出来是空白的。

string (const char* s);

构造一个s字符串的拷贝。

eg：

int main()
{
  //构造一个“hello C++”的字符串
  string s0("hello C++");
  cout << s0 << endl;
  return 0;
}

string (const string& str);

拷贝构造函数，构造一个str字符串的副本。

eg：

int main()
{
  //构造一个“hello C++”的字符串
  string s0("hello C++");
  //通过s0字符串拷贝构造出s2
  string s2(s0);
  cout << s0 << endl;
  cout << s2 << endl;
  return 0;
}

string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);

复制从字符位置pos开始并跨越len个字符的str部分（或者直到str的末尾，如果str太短或者len是string::npos）

eg:

int main()
{
  //构造一个“hello World”的字符串
  string s0("hello World");
  string s3(s0, 8, 3);
  cout << s0 << endl;
  cout << s3 << endl;
  return 0;
}

这里我们可以发现这个构造函数中有一个缺省值npos，我们可以查看这个npos的定义:

这里给npos赋值-1，其补码是全1，npos的类型又是size_t（无符号整型）发生了类型转换，把-1强转为size_t类型，所以将-1的补码全1转换为原码，又是无符号类型，所以原反补都相同，此时原码就成为了全1(整型最大值)。

Google翻译>

string (const char* s, size_t n);

这个构造函数的作用是从s字符串中拷贝前n个字符赋给构造的对象。

eg：

int main()
{
  string s5("C++ is very Good!", 12);
  cout << s5 << endl;
  return 0;
}

string (size_t n, char c);

用字符c的n 个连续拷贝填充字符串。

eg:

int main()
{
  string s6(10, 'c');
  cout << s6 << endl;
  return 0;
}

template < class InputIterator >string (InputIterator first, InputIterator last);

范围构造函数

以相同的顺序复制[first,last)范围内的字符序列。

eg:

int main()
{
  string s0("hello C++");
  string s7(s0.begin(), s0.begin() + 7);
  cout << "s0:" << s0 << endl;
  cout << "s7:" << s7 << endl;
  return 0;
}

string类对象的容量操作

size

size的功能返回字符串的有效长度，以字节为单位。这是符合字符串内容的实际字节数，不一定等于它的存储容量。

eg：

int main()
{
  string str("hello C++!");
  cout << str.size() << endl;
  return 0;
}

length

length的功能与size的功能相同，都是返回字符串的有效长度。

eg：

int main()
{
  string str("hello C++!");
  cout << str.size() << endl;
  cout << str.length() << endl;
  return 0;
}

capacity

返回当前为string 分配的存储空间的大小，以字节表示。

容量不一定等于字符串长度。它可以等于或更大，额外的空间允许对象在新字符添加到 string 时优化其操作。

我们在vs2019编译器下编译运行以下代码>

int main()
{
  string str("hello C++!");
  cout << str.size() << endl;
  cout << str.length() << endl;
  cout << str.capacity() << endl;
  cout << str.max_size() << endl;
  return 0;
}

可以看到capacity比实际的大小要大一点。

我们再来在g++编译器来运行上面的代码>

我们能看到g++编译器下的capacity和size的大小是相同的，两款编译器下的max_size也是不一样的，所以我们在平时几乎不会用max_size()。（max_size返回的是字符串可达到的最大长度）

empty

测试字符串是否为空
返回字符串是否为空（即它的长度是否为0）
如果字符串长度为0则为true，否则为false。

clear

清除字符串
擦除string 的内容，它变成一个空字符串（长度为0个字符）。

reserve

reserve(size_t n=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。

resize

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。

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。

string类对象的访问及遍历操作

operator[]

他的功能是可以返回pos位置的字符，也就是说可以通过 [ ] 来访问字符串中的某一个字符。

eg：

int main()
{
  string str("hello C++");
  cout << str << endl;
  for (int i = 0; i < str.size(); i++)
  {
    cout << str[i];
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

可以看到我们通过str[i]也可以对str字符串进行遍历输出。

他也有函数重载，一个是被const修饰的一个不能被修改，一个没有被const修饰可以进行修改。这里我们举个栗子>

我们对一个字符串的每个字符都进行++处理，再来打印:

int main()
{
  string str("hello C++");
  cout << str << endl;
  //对字符串的每个字符进行++
  for (int i = 0; i < str.size(); i++)
  {
    str[i]++;
  }
  //通过[]对字符串进行遍历
  for (int i = 0; i < str.size(); i++)
  {
    cout << str[i];
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

可以看到我们把原本的字符串进行了修改，当然如果是一个const修饰的对象调用operator[ ]，他就会调用const修饰的operator[ ]函数，被const修饰的对象当然也不能被改变。

iterator迭代器

我们来看这样一段代码>

int main()
{
  string s1("hello C+++");
  string::iterator it = s1.begin();
  while (it != s1.end())
  {
    cout << *it << " ";
    ++it;
  }
  cout << endl;
  return 0;
}

其中s1.begin()是指向的字符串的第一个字符，s1.end()指向的是最后一个字符的下一个。

可以看到这个函数的功能是：

将迭代器返回到开头
返回指向字符串第一个字符的迭代器。