STL源码分析--string

简介: STL源码分析--string
  • 1 string的数据结构


  • 2 string的API


  • 3 string使用时的注意事项


1 string的数据结构


从定义可知, string其实是base_string的特化类,string使用默认的内存分配器__STL_DEFAULT_ALLOCATOR(_CharT)


template <class _CharT, 
          class _Traits = char_traits<_CharT>, 
          class _Alloc = __STL_DEFAULT_ALLOCATOR(_CharT) >
class basic_string;
typedef basic_string<char>    string;



traits是c++中一个重要特性,使用traits可在编译器确定类型相关的信息。比如某个模板参数是否为整形。string中默认的模板参数_Traits


char_traits<_CharT>, 定义如下


template <class _CharT> class char_traits
  : public __char_traits_base<_CharT, _CharT>
{}



可以看到char_traits<_CharT>继承自__char_traits_base<_CharT, _CharT>,其中定义了字符类型_CharT的各种操作,供basic_string方法调用:例如basic_string::operator=中调用了__char_traits_base::lengthbasic_string::clear中调用了__char_traits_base::assign



以下是一些常见的字符操作


  • assign: 复制字符值


  • eq: 相等


  • lt: 小于


  • compare: 比较(小于返回-1, 等于返回0, 大于返回1)


  • length: 字符数组的长度(需以null char值结尾)


  • find: 寻找某个字符值


  • move: 调用memmove复制字符数组A到B


  • copy: 调用memcpy复制字符数组A到B(memmovememcpy作用相似,都用于字节数组的复制,但是后者不允许内存区域有重叠)


  • eof: 字符值是否等于-1


static void assign(char_type& __c1, const char_type& __c2) { __c1 = __c2; }
  static bool eq(const _CharT& __c1, const _CharT& __c2) 
    { return __c1 == __c2; }
  static bool lt(const _CharT& __c1, const _CharT& __c2) 
    { return __c1 < __c2; }


string的内存结构类似于vector,由一段连续的内存缓冲区组成,_M_start为已用缓冲区的首地址,_M_finish为已用缓冲区的尾地址,_M_end_of_storage为空闲缓冲区的尾地址, 如下图所示

e391db16e46759db05075037e218fc63.png



2 string的API


因为string的API和vector类似,因此方法也类似, 此处略过



3 string使用时的注意事项


  1. 执行clear时,string占用的内存并不会释放,只是_M_finish = _M_start而已。因此如果需要释放string内存,可执行`str.swap(string())``


  1. 执行reserve(len)时,会重新分配1+max(size()+len)大小的内存缓冲区, 并将旧缓冲区数据复制到新缓冲区,开销比较大。因此不要随便执行reserve,以免内存的重新分配复制。当确定某个对象的最大长度时,可使用reserve预分配足够大的内存,可避免后续字符串增长导致内存的重新分配复制。





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