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目录
什么是STL
STL的版本
STL的六大组件
STL的缺陷
string类
C语言中的字符串
标准库中的string类
string类常用的接口使用指南
string类中常见的构造
string类对象的访问及遍历操作
string类对象的容量操作
string类对象空间的开辟规则
string类对象的修改操作
尾插、append、+=重载
assign
insert、erase
rfind、substr
三个有趣的迭代器
逆置迭代器
静态迭代器
静态逆置迭代器
什么是STL
STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。
STL的版本
- 原始版本
Alexander Stepanov、Meng Lee 在惠普实验室完成的原始版本，本着开源精神，他们声明允许任何人任意运用、拷贝、修改、传播、商业使用这些代码，无需付费。唯一的条件就是也需要向原始版本一样做开源使用。 HP 版本--所有STL实现版本的始祖。
- P.J.版本
由P. J. Plauger开发，继承自HP版本，被Windows Visual C++采用，不能公开或修改，缺陷：可读性比较低，符号命名比较怪异。
- RW版本
由Rouge Wage公司开发，继承自HP版本，被C+ + Builder 采用，不能公开或修改，可读性一般。
- SGI版本
由Silicon Graphics Computer Systems，Inc公司开发，继承自HP版 本。被GCC(Linux)采用，可移植性好，可公开、修改甚至贩卖，从命名风格和编程 风格上看，阅读性非常高。我们后面分享的技术内容STL要阅读部分源代码，主要参考的就是这个版本。
STL的六大组件
- 容器：各种数据结构，如vector，list，deque，set，map等用来存放数据
- 算法：各种常用算法，如sort，find，copy，for_each等
- 迭代器：扮演了容器与算法之间的胶合剂
- 仿函数：行为类似函数，可作为算法的某种策略
- 适配器：一种用来修饰容器或者仿函数或迭代器接口的东西
- 空间适配器：负责空间的配置与管理
STL的缺陷
1. STL库的更新太慢了。这个得严重吐槽，上一版靠谱是C++98，中间的C++03基本一些修订。C++11出来已经相隔了13年，STL才进一步更新。
2. STL现在都没有支持线程安全。并发环境下需要我们自己加锁。且锁的粒度是比较大的。
3. STL极度的追求效率，导致内部比较复杂。比如类型萃取，迭代器萃取。
4. STL的使用会有代码膨胀的问题，比如使用vector/vector/vector这样会生成多份代码，当然这是模板语法本身导致的。
string类
为什么我们要深入学习剖析string类呢？
C语言中的字符串
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（面向对象编程与面向过程）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。
标准库中的string类
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，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，typedefbasic_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;
string类常用的接口使用指南
string类中常见的构造
| 函数名称 | 功能说明 |
| string() | 构造空的string类对象，即空字符串 |
| string(const char* s) | 用常量字符串来构造string类对象 |
| string(const string& s) | 拷贝构造函数 |
void string_test1()
{
//空类调用构造函数
string s1;
//调用构造函数
string s2 ( "hello word");
//调用拷贝构造函数
string s3(s2);
cin >> s1;
cout << "s1:" << s1 << endl;
cout << "s2:"<<s2 << endl;
cout << "s3:"<<s3 << endl;
}
string类对象的访问及遍历操作
| 函数名称 | 功能说明 |
| operator[ ] | 返回pos位置的字符，const string类对象的调用 |
| begin + end | begin获取第一个字符的迭代器+end获取下一个位置的迭代器 |
| rbegin +rend | rbegin获取最后一个字符的反向迭代器+rend获取第一个字符迭代器 |
| 范围for循环 | C++11简洁的范围for循环新的遍历方式 |
//[]操作符重载遍历
string s1("hello word");
int i = 0;
//遍历读
for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
{
cout << s1[i] << " " ;
}
cout << endl;
//遍历写
for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
{
s1[i]++;
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
//迭代器遍历
string s2("hello word");
//迭代器读
string::iterator it = s2.begin();
while (it != s2.end())
{
cout << *it<<" ";
it++;
}
cout << endl;
//迭代器写
string::iterator it1 = s2.begin();
//不可以写成while(it1<s2.end())
//有可能不连续
while (it1 != s2.end())
{
*it1 = 'a';
cout << *it1 << " ";
it1++;
}
cout << endl;
//范围for循环遍历
//范围for循环读
string s3("hello word");
for (auto ch : s3)
{
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
//范围for循环写
for (auto& ch : s3)
{
ch++;
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
string类对象的容量操作
| 函数名称 | 功能说明 |
| size | 返回字符串有效字符长度 |
| length | 返回字符串有效长度 |
| capacity | 返回空间总大小 |
| clear | 清空有效字符 |
| reserve | 为字符串预留空间 |
| resize | 将有效字符的个数改成n个，多出的空间用字符c填充 |
string s1("hello word");
//这里size和length成员函数返回的都是字符串的长度
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.length() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.clear();
cout << s1.capacity() << endl;
string s1("hello word");
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.resize(13);
//添加\0
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.resize(20, 'x');
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
s1.resize(5);
//拿取前5个字符
cout << s1 << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
string s2;
s2.resize(10, '#');
cout << s2 << endl;
cout << s2.size() << endl;
cout << s2.capacity() << endl;
s2[0]++;
cout << s2 << endl;
s2.at(0)++;
cout << s2 << endl; 
string类对象空间的开辟规则
string s;
s.reserve(100);
int old = s.capacity();
cout << "初始：" << old << endl;
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
//尾插
s.push_back('x');
if (s.capacity() != old)
{
cout << "容量：" << s.capacity() << endl;
old = s.capacity();
}
}
s.reserve(10);
cout << s.capacity() << endl;
首先在vs集成开发环境下会在我们的要求下多开辟空间。
在vs集成开发环境下刚开始会以1倍开辟空间，最后变成以1.5倍开辟空间。
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。
string类对象的修改操作
| 函数名称 | 功能说明 |
| push_back | 尾插一个字符 |
| append | 追加一个字符串 |
| operator+= | 追加一个字符串 |
| assign | 从pos位置开始的n个字符覆盖到另一个字符串 |
| insert | 在pos位置插入n个字符 |
| erase | 删除pos位置往后的值 |
| rfind | 从字符串pos位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置 |
| substr | 在str中从pos位置开始往前找字符c，截取n个字符，然会将其返回 |
尾插、append、+=重载
string ss("world");
string s;
//尾插 一个字符
s.push_back('#');
cout << s << endl;
//尾插一个字符串
s.append("hello");
cout << s << endl;
//+=重载
s += '#';
s += "hello";
cout << s << endl;
s.append(ss);
cout << endl; 
assign
string str("xxxxxxx");
string base = "The quick brown fox jumps over a lazy dog.";
str.assign(base);
//覆盖
cout << str << endl;
//从第5个字符开始的10个字符覆盖过去
str.assign(base, 5, 10);
cout << str << endl;
insert、erase
//在pos位置插入n个字符
string str("hello world");
str.insert(0,1, 'x');
cout << str << endl;
str.insert(str.begin(), 'x');
cout << str << endl;
//删除pos位置往后的值
str.erase(5);
cout << str << endl;
rfind、substr
string s1("test.cpp");
int i = s1.rfind('.');
cout << s1.substr(i) << endl; 
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。
三个有趣的迭代器
逆置迭代器
在C语言的学习中我们会碰到逆置这到题目，但是在C++中的string类里就含有这个成员函数
string s4("hello word");
//string::reverse_iterator itr = s4.rbegin();
auto itr = s4.rbegin();
while (itr != s4.rend())
{
cout << *itr << " ";
itr++;
}
这里就可以体现出auto关键字的作用。
静态迭代器
const string s1("hello word");
string::const_iterator cit = s1.cbegin();
while (cit != s1.cend())
{
//读
cout << *cit << " ";
++cit;
//不支持写
}
静态逆置迭代器
const string s1("hello word");
string::const_reverse_iterator crt = s1.crbegin();
auto crt = s1.crbegin();
while (crt != s1.crend())
{
cout << *crt << " ";
crt++;
}
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下篇预告——string的模拟实现。
