C++ STL容器string（一）:string的变量细节、默认函数的认识以及常用接口的使用

文章目录

前言
一、认识string
- [1.1 string 是什么](#1.1 string 是什么)
- [1.2 string相关资料](#1.2 string相关资料)
二、编码对于string的作用
- [2.1 编码是什么](#2.1 编码是什么)
- [2.2 编码与string的联系](#2.2 编码与string的联系)
三、默认构造函数
- [3.1 构造函数](#3.1 构造函数)
- [3.2 赋值运算符重载](#3.2 赋值运算符重载)
- [3.3 析构函数](#3.3 析构函数)
四、三种常用遍历
- [4.1 operator[ ]](#4.1 operator[ ])
- - [4.1.1 size()](#4.1.1 size())
  - [4.1.2 operator[ ]的使用](#4.1.2 operator[ ]的使用)
- [4.2 iterator迭代器](#4.2 iterator迭代器)
- - [4.2.1 迭代器是是什么](#4.2.1 迭代器是是什么)
  - [4.2.2 关于迭代器的用法](#4.2.2 关于迭代器的用法)
  - [4.2.3 迭代器遍历操作](#4.2.3 迭代器遍历操作)
- [4.3 auto范围for](#4.3 auto范围for)
五、容量相关接口
- [5.1 查询容量](#5.1 查询容量)
- [5.2 修改容量](#5.2 修改容量)
- - [5.2.1 string 的数据存储](#5.2.1 string 的数据存储)
  - [5.2.2 reserve()接口](#5.2.2 reserve()接口)
  - [5.2.3 resize()](#5.2.3 resize())
  - [5.2.3 clear()接口](#5.2.3 clear()接口)
  - [5.2.4 empty()接口](#5.2.4 empty()接口)
  - [5.2.5 shrink_to_fit()接口](#5.2.5 shrink_to_fit()接口)
总结

前言

C++历久弥新的元素有什么？我可以大胆的说其中就有STL库的伟大功劳，那么STL库是什么、它又有什么呢？今天我们将学习STL库中的string，通过该容器看管中窥豹，见识STL的伟大。

一、认识string

1.1 string 是什么

C++ 的 string 类是C++ 标准库（STL）提供的一个专门用于处理字符串的封装类，定义在头文件中，属于 std 命名空间 （一定要包头文件）。

它相当于一个工具箱，在你对字符类型的数据处理时可以随意使用里面的工具即"函数方法"，省略了我们造工具的过程。

核心组成：
数据成员：存储字符的数组、当前字符串长度、已分配的内存容量等
成员函数：操作字符串的方法（size()、find()、replace() 等）
重载运算符：让 +、==、[] 等运算符能直接用于字符串操作（这是它最方便的特性之一）
核心特性：
初始化时，根据字符串长度分配内存
拼接 / 扩容时，自动重新分配更大的内存，拷贝原有内容，释放旧内存
销毁时，自动释放占用的内存（无需手动 free/delete）

接下来让我们从各个角度来认识吧

1.2 string相关资料

接下来**C++string文档**（点击跳转）文件很有用，下面的讲解也会根据这个cplusplus文档来讲解。

二、编码对于string的作用

2.1 编码是什么

&emsp ;编码 就是把一种信息，按照固定规则，转换成另一种统一格式的符号 / 数字 / 代码，方便存储、传输、识别、使用。如我们常用的ASCII码就是一种编码

c但可以发现这个编码只支持了英文与数字的转换，为了改变这种现象，又出现了许多编码，如：GBK（中文编码）、万国码（UTF-系列）等等，实现了数字与语言的对应。

2.2 编码与string的联系

三、默认构造函数

3.1 构造函数

编号	语法	说明	使用方法
1	string()	默认构造	无参构造，即创造空字符串
2	string (const string& str)	拷贝构造	用已有的string对象进行构造
3	string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos)	字串构造	从已有string对象的pos下标取len长度构造(超出长度则取到末尾)，不传长度视为全部（默认npos为-1）
4	string (const char* s)	C语言字符串构造	以 "\n"为结尾的字符数组
5	string (const char* s, size_t n)	C语言字串构造	从字符数组的pos下表取len长度构造，与上同理
6	string (size_t n, char c)	字符构造	以某一字符c，连续n个构造
7	template string (InputIterator first, InputIterator last)	迭代器构造	指向char的指针构造（迭代器底层为指针）
8	string (initializer_list il)	初始化列表构造	用{ }里的字符构造
9	string (string&& str) noexcep	移动构造	转移已有资源构造新对象

标红的构造方法为常用方法，其他知道即可，并且编号8、9是C++11新出的两种方法，涉及到初始化列表和右值以及异常的使用（今后的章节将会讲解）。

3.2 赋值运算符重载

编号	语法	说明	使用方法
1	string& operator= (const string& str)	字符串赋值	用string对象赋值
2	string& operator= (const char* s)	C语言字符串赋值	使用以 "\n "结尾的 C 字符串（如 "Hello"）赋值。
3	string& operator= (char c)	字符赋值	以单个字符赋值
4	string& operator= (initializer_list il)	初始化列表赋值	初始化列表构造
5	string& operator=	移动赋值	将已有的资源转移

编号5为C++11新语法，现在不需要了解

3.3 析构函数

在对象的生命周期结束时自动调用，释放资源。

四、三种常用遍历

4.1 operator[ ]

operator[ ] 的实现还需要其他接口的帮助，让我们先来了解一下这些接口。

4.1.1 size()

调用size()接口就可以取出该字符串的长度了，当然文档里还有个length接口，其实与size用法一致，size是后来实现为和其他容器一致。

4.1.2 operator[ ]的使用

函数返回值为字符串对象pos下标的字符引用

cpp 复制代码

string s1("hello world")
for(int i = 0;i < s1.size();i++)
{
	cout >> s1[i] >> " ";
}

4.2 iterator迭代器

4.2.1 迭代器是是什么

迭代器是一种用于遍历容器（集合、序列）元素的对象，提供统一接口，能依次访问集合中的每一个元素，且不暴露容器内部结构。

STL里的每个容器都有它独有的迭代器，实现底层不尽相同，这里底层为指针，后面不同在做讲解，与其他类型定义变量的语法相同，都是类型+变量名。

4.2.2 关于迭代器的用法

函数名	属性	返回值	说明
begin()	无	iterator	返回指向容器第一个元素的正向迭代器
end()	无	iterator	返回指向容器最后一个元素后一个位置的正向迭代器
rbegin()	反向	reverse_iterator	返回指向容器最后一个元素的反向迭代器（从后往前）
rend()	反向	reverse_iterator	返回指向容器第一个元素前一位置的反向迭代器
cbegin()	const只读	const_iterator	返回指向容器第一个元素的正向只读迭代器
cend()	const只读	const_iterator	返回指向容器最后一个元素后一个位置的正向只读迭代器
crbegin()	const只读、反向	const_reverse_iterator	返回指向容器最后一个元素的反向只读迭代器
crend()	const只读、反向	const_reverse_iterator	返回指向容器第一个元素前一位置的反向只读迭代器

蓝色标出的是日常中常用的迭代器，需要着重记忆。

4.2.3 迭代器遍历操作

cpp 复制代码

string::iterator it = s1.begin();
for(;it != s1.end();it++)
{
	cout << *it << " ";
}

里面代码底层实现是依靠重载实现的，格式与我们之前的遍历几乎一致，今后这个方式将会一直陪伴我们的学习。

4.3 auto范围for

C++11引进的新语法，作用为自动推导类型。

自动推导变量类型，不用手动写 int、char、string 等类型

cpp 复制代码

//for(auto& e:arr)
for(auto e: arr)
{
	cout << e << " ";
}

在引用的情况下可以直接对e存储的数据直接进行修改，底层就是迭代器，具有自动迭代、自动判断的特点。（因此所有容器都支持范围for）

如图，在反汇编中可以发现调用了封装的begin与end

auto 不要随便作为函数的返回值与参数

五、容量相关接口

5.1 查询容量

编号	函数名	返回值	作用
1	length()	size_type	返回字符串的有效长度（最后索引 - 0索引 + 1）
2	size()	size_type	与length()相同，因为兼容性并为统一STL标准存在
3	max_size()	size_type	返回字符串的最大长度（实际上与返回值的字节数有关）
4	capacity()	size_type	查看字符串目前最大容量，判断是否扩容

容量的接口常用的只有size和capacity，其他的了解即可。

5.2 修改容量

想要修改容量就必须先知道string的存储方式，才能对其的容量做出修改操作。

5.2.1 string 的数据存储

了解其底层就离不开它的存储方式，下图就是监视窗口中其显示的变量部分，我们讲解其中部分变量 来了解底层的方法。

名称	类型	作用
_Buf	char[16]	字符串的临时存储位置，当size小于16时存在buff中，大于则废弃
_Ptr	char*	当字符串size大于16时，字符串存储位置
_Mysize	size_t	字符串的真实长度
_Myres	size_t	字符串现在最大的容量（当size等于其时，扩容）