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。

目录

✨标准库中的string类

  🎉string类

  🎉string类常用接口

        🌭string类对象常见构造

        🌭string类对象的容器操作

        🌭 string类对象的访问及遍历操作

        🌭string类对象的修改操作

        🌭string类非成员函数

✨深拷贝与浅拷贝

  🎉浅拷贝 

  🎉深拷贝

✨string模拟实现

  🎉成员变量

  🎉构造函数&析构函数

  🎉拷贝构造函数&赋值运算符重载

  🎉对象的容器操作

        🌭size,capacity,empty,clear

        🌭reserve,resize

  🎉对象的修改操作

        🌭insert

        🌭erase

        🌭push_back,append

        🌭operator+=

        🌭find

        🌭substr

        🌭c_str

  🎉访问及遍历操作

        🌭迭代器

        🌭operator[ ]

  🎉比较运算符重载

  🎉operator<<

  🎉operator>>

✨标准库中的string类

  🎉string类

string类文档介绍

• 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

  🎉string类常用接口

        🌭string类对象常见构造

        🌭string类对象的容器操作

size_t size() const;size_t length() const;size_t capacity() const;

 这里容量为15是因为我们底层中设计的string类是提前有预留空间的。当字符串小于规定的长度，使用内部固定的字符数组来存放；当字符串大于等于规定长度，则从对上开辟空间。

bool empty() const;void clear();

 ​​

void reserve (size_t n = 0);void resize (size_t n);
void resize (size_t n, char c);

•  当原来空间大于reserve的参数，保留原来空间大小。
• 当resize没有显示传字符c时，默认为/0。

总结：

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。

        🌭 string类对象的访问及遍历操作

void Test_string5()
{string s("hello world");// 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];}cout << endl;// 2.迭代器string::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it;++it;}cout << endl;string::reverse_iterator rit = s.rbegin();while (rit != s.rend()){cout << *rit ;++rit;}cout << endl;// 3.范围forfor (auto ch : s){cout << ch;}cout << endl;}

        🌭string类对象的修改操作

void push_back (char c);string& operator+= (const string& str);
string& operator+= (const char* s);
string& operator+= (char c);
//一般情况下用+=，不需要用appendconst char* c_str() const;

 

 

npos 是string里面的一个静态成员变量

static const size_t npos = -1;

void Test_string7()
{string filename("test.cpp.tar.zip");// 后缀size_t pos = filename.rfind('.');if (pos != string::npos){//string suff = filename.substr(pos, filename.size() - pos);string suff = filename.substr(pos);cout << suff << endl;}pos = filename.find('.');if (pos != string::npos){string suff = filename.substr(pos, filename.size() - pos);cout << suff << endl;}
}

        🌭string类非成员函数

istream& getline (istream& is, string& str);

标准函数库cin是提取流到分隔符或者\\0的位置结束， getline是提取流直到\\0（分隔符也提取） 

✨深拷贝与浅拷贝

  🎉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 。

s1的_str和s2的_str指向同一块空间，如果说s2是s1的拷贝，在函数结束时，先将s2销毁，s2将_str指向的空间释放掉，再将s1销毁，s1中_str此时已经变成野指针了，销毁s1时出错。

  🎉深拷贝

深拷贝：给每个对象独立分配资源，保证多个对象之间不会因共享资源而造成多次释放造成程序崩溃问题。

通常涉及到内存管理的拷贝构造函数、赋值运算符重载、析构函数必须显示给出。一般情况都是按深拷贝方式提供。

✨string模拟实现

  🎉成员变量

私有成员变量：

	private:size_t _size;size_t _capacity;char* _str;

公有成员变量：

	public://C++特例，const static特性，直接定义初始化const static size_t npos = -1;

  🎉构造函数&析构函数

构造函数：

		//构造函数，非自定义类型，不推崇初始化列表,全省默认传"\\0"string(const char* str = ""){_size = strlen(str);_capacity = _size;//多开一个空间放\\0_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);}

析构函数：

		~string(){delete[] _str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}

  🎉拷贝构造函数&赋值运算符重载

传统写法：

拷贝构造函数：

		string(const string& s):_capacity(s._capacity), _size(s._size), _str(new char[_capacity + 1]){strcpy(_str, s._str);}

赋值运算符重载：

		string& operator=(const string& s){if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1];strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;}

现代写法：找打工人

拷贝构造函数：

        void swap(string& tmp){//调用标准库的swap::swap(_str, tmp._str);::swap(_capacity, tmp._capacity);::swap(_size, tmp._size);}string(const string& s):_str(nullptr), _capacity(0), _size(0){//构造tmp工具人，直接swap交换string tmp(s._str);swap(tmp);}

赋值运算符重载：

		string& operator=( string s){//直接交换，原来this指向的空间还随出栈帧销毁s指向空间（原来this的空间）swap(s);return *this;}

  🎉对象的容器操作

        🌭size,capacity,empty,clear

		size_t size()const{return _size;}size_t capacity()const{return _capacity;}bool empty()const{return _size == 0;}void clear(){_str[0] = '\\0';_size = 0;}

        🌭reserve,resize

        //开空间void reserve(size_t n){//如果需要扩容if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);				//复制内容给临时变量,释放原空间内容，指向新空间，更新容量delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;}}//开空间＋初始化void resize(size_t n, char ch = '\\0'){if (n > _size){//插入数据reserve(n);for (size_t i = _size; i < n; i++){_str[i] = ch;}_str[n] = '\\0';_size = n;}else{//删除数据_str[n] = '\\0';_size = n;}}

  🎉对象的修改操作

        🌭insert

        指定位置插入

        string& insert(size_t pos,char ch){assert(pos <= _size);//满了扩容if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}//末尾后一个size_t end = _size + 1;while (end > pos){//前一个数据后移_str[end] = _str[end - 1];--end;}_str[pos] = ch;_size++;return *this;}string& insert(size_t pos, const char* str){assert(pos <= _size);size_t len = strlen(str);//满了扩容if (_size +len> _capacity){reserve(_size+len);}//末尾后len个位置size_t end = _size + len;while (end >= pos+len){//数据后移_str[end] = _str[end - len];--end;}strncpy(_str+pos,str,len);_size += len;return *this;}

        🌭erase

        void erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos < _size);if (len == npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\\0';_size = pos;}else{strcpy(_str + pos, _str + pos + len);_size -= len;}}

        🌭push_back,append

        void push_back(char ch){//复用insert(_size, ch);}void append(const char* str){//复用insert(_size, str);}

        🌭operator+=

        string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}

        🌭find

        size_t find(char ch, size_t pos = 0) const{assert(pos < _size);for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (ch == _str[i])return i;}return npos;}size_t find(const char* sub, size_t pos = 0) const{assert(sub);assert(pos < _size);const char* ptr = strstr(_str + pos, sub);if (ptr == nullptr){return npos;}else{return ptr - _str;}}

        🌭substr

        //从pos开始截取一段指定长度字符串string substr(size_t pos, size_t len = npos) const{assert(pos < _size);//截取字符串的真实长度size_t realLen = len;if (len == npos || pos + len > npos){realLen = _size - pos;}string sub;for (size_t i = 0; i < realLen; i++){sub += _str[pos + i];}return sub;}

        🌭c_str

		const char* c_str()const{return _str;}

  🎉访问及遍历操作

        🌭迭代器

        typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}const_iterator begin()const{return _str;}const_iterator end()const{return _str + _size;}

        🌭operator[ ]

		const char& operator[](size_t pos)const{assert(pos < _size);return _str[pos];}char& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _str[pos];}

  🎉比较运算符重载

只需要写>,==或者<,==，其他复用即可。

		bool operator>(const string& s) const{return strcmp(_str, s._str) > 0;}bool operator==(const string& s) const{return strcmp(_str, s._str) == 0;}bool operator>=(const string& s) const{return (*this > s) || (*this == s);}bool operator<=(const string& s) const{return !(*this > s);}bool operator<(const string& s) const{return !(*this >= s);}bool operator!=(const string& s) const{return !(*this == s);}

  🎉operator<<

    //流提取ostream& operator<<(ostream& out, const string& s) {for (int i = 0; i < s.size(); i++){out << s[i];}return out;}

  🎉operator>>

	//流插入istream& operator>>(istream& in, string& s){s.clear();char ch;ch = in.get();//类似缓冲区思路const size_t N = 32;char buff[N];size_t i= 0;while (ch != ' ' && ch != '\\0'){buff[i++] = ch;if (i == N - 1){buff[i] = '\\0';s += buff;i = 0;}ch = in.get();}buff[i] = '\\0';s += buff;return in;}

开篇说的预留空间，字符串+=字符数组

 最后再说一个知识点：写时拷贝。

C++ STL string的Copy-On-Write技术 | 酷 壳 - CoolShell

写时拷贝是在浅拷贝的基础上增加了引用计数的方式实现。

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。