c++ string解析及其实现

因为字符串是固定长度，不好进行操作，因此c++就用类将字符串进行了封装让其变得方便实用。

要深刻了解string，我们必须要熟练掌握类的使用，如果还有疑问可以看这一篇博客:c++ 类 (要学习类这一篇就够了 )

string

#include<string>

string是需要引用头文件<string>的，同时使用官方命名空间std。

string的函数

首先就要了解string构造相关的函数：

默认，传参，拷贝，赋值，析构

对于迭代器版本我在下面再统一介绍

默认构造

默认构造就是构造一个""，里面只包含了'\0'，但是它的大小是0，说明'\0'不作为它的长度。

拷贝构造

第一个拷贝构造就是传统的（里面有隐式类型转换，创造一个string的临时对象来进行拷贝，但是编译器把它进行优化了，相当于string a("123456")），第二个就是加了一个限定范围(从它的哪个地方开始拷贝，拷贝多长)。其实两个拷贝构造能合成一个缺省参数的。string(const string&str,size_t pos=0,size_t len=npos)

传参构造

这三个构造函数都可以归类于传参构造，接下来我们来举例一下：

第一个就是用一个字符串来进行构造，第二个是用字符串的前n个字符来进行构造，第三个是用n个c字符进行构造

其他构造方法

迭代器构造

具体在下面迭代器块详细介绍：

初始值设定项列表

这种是c++11出来的东西，主要是这样用：

赋值

赋值也很简单：

值得注意的就是赋值和拷贝都是深拷贝，需要重新申请堆区的内存。

析构

析构需要释放堆区的内存，这是重点。

迭代器

看这里需要知道迭代器是什么，可以看看这一篇：迭代器的介绍

里面详细介绍了string的迭代器，这里大致再复习一下。

迭代器有iterator（正向迭代器）、const_iterator（不可修改值的正向迭代器）reverse_iterator （反向迭代器） const_reverse_iterator（不可修改值的反向迭代器）

这里可以就看成指向数组内容的指针，只是typedef了一个别名而已。

我们可以通过解引用来访问值，通过调用begin(),end()来调用正向迭代器的开头和结尾，同时我们可以用rbegin(),rend()来调用反向迭代器的开头和结尾。

其实就把它成连续内存的特殊指针就行了，如果是反向迭代器就是反着走是正方向。

string的其他成员函数

我们分块来讲：

首先开头的迭代器成员函数我们已经了解到了

Capacity

了解函数前我们要大概了解string的成员变量是什么：

string的结构其实和顺序表是差不多的，用一个指针只想堆区内存的成员，然后是一个size记录当前字符串的长度，然后是用capacity记录申请内存的长度，即当前最大能存储字符的长度，超过这个长度就要扩容。

然后是;

size/length

这些是关于空间的函数，第一个就是获取当前的字符串实际长度。第二个和第一个是同义，为什么会有两个相同功能的函数是因为原先只有length的函数，但是并不适用于其他容器，其他容器空间不是线性的，所以用的size更加的宽泛，然后string为了和后面的统一就又加了size函数。

max_size

这里的max_size就是能够装多大的长度，一般是长度为len，size_t len=-1。因为类型转换会变成1111111111，就是size_t的最大储存长度。

resize

re一般在英语里面表示"再"的意思，这里就是再次定义空间意思，这里的空间不是capacity的空间重新申请，而是增加或减少size的长度。

首先是缩短：

void resize(size_t n)一般这个函数是用来缩减长度的。

缩短就是直接减少长度。

增长：

resize(size_t n,char c=0)

这里的n不是要增加或者减少多少长度，而是改变后的长度。第二个参量是增长要的字符，一般是缺省值'\0'

增长不会改变原有的内容，而是从末尾处用字符c开始增长。

这里我们发现它和字符串的打印还略有不同，不是到'\0'终止，而是继续打印（'\0'是打印不出来东西的），这里是根据size来打印。

capacity

这个就是返回最大储存长度的值

如果size和capacity相等了就会扩容，那么扩容会有不同扩的方法，在vs上面是1.5倍扩：

这里看上去不是标准的二倍是没有吧'\0'算进去。

这里我们还发现在开始第一次是二倍扩的，这是因为我们开始的16长度不是在堆区申请的内存，而是在栈区的内存，如果满了就再申请堆区的。

如果在Linux下，就是2倍扩容。而且初始不会给内存。

reserve

这个就是重新定义capacity的长度，那么也有缩短和增长的问题，在VS和linux下面是略有不同的：

在vs上：

首先是增长，增长会根据1.5倍扩容来reserve ，假如你现在是64长度的capacity，那么你要扩到80，他会给你扩到96

然后是缩短：vs是不会进行缩短的，因为缩短也会进行重新内存申请，然后把原来的数据拷贝过去。可能考虑到这一点所以不缩。

在Linux上：

Linux上面就比较自由，你要它扩多少它就扩到多少，如果是缩短它也会缩，如果你让它缩的长度小于size会所到等于size为止。

clear

clear就是清除数据，只留一个'\0'

empty

这个函数是判断string是否为空

shrink_to_fit

这个函数就是让capacity缩到和size一样的长度。和linux的reserve的缩短一样的。

Element access

operator[]

重载[]方便像数组一样进行下标访问。

如果超出范围会assertv

at

这个和opertator[]的作用是一样的，唯一不同就是超出范围会抛异常不是assert

back

根据类是否const来返回最后一个数据的引用

front

同上面一样，除了这里返回第一个

Modifiers:

operator+=

这个就是在原串后面增加一个串的操作服重载:

前面三个好说，就是加string、数组、字符。

第四个是c++11的:

用一个括号括起来里面放数据的做法就是initializer_list类型

append

和+=重载是一样的，往后追加内容，但是有更多的操作：

使用是和string的构造函数一样的，只是一个是用指定内容构造一个是用指定内容追加在末尾。

push_back

这个就是往后面压入一个字符

assgin

assgin就是重新给string内容的意思，和resize不同的是，它是会将之前的值全面覆盖。

这里的8个重载也和构造函数的几个重载和append的7个重载一样的。（里面的右值引用我不讲，因为我还没学到，后面学到了再来补充）

insert

插入内容的意思，涉及的重载和上面的assgin、append、构造函数一样的。

支持只插入一个字符或者字符串

下面是举例：

erase

和insert函数是对应的

第一个参数就是传开始删除的位置，可以传迭代器，也可以传下标。第二个是终止的位置不传一般是删到末尾。

replace

顾名思义，是替换内容的意思，这里前两个参数

这些其实都是一个逻辑用法，前两个参数传要替换的区间，可以传下标区间，可以传迭代器区间；

后面参数其实和构造函数、append、insert传参是一个模式。

swap

swap函数是交换两个string的内容，但是它不是用的官方的普通swap。

我们用下面的代码模拟一下

红框的就是官方的常用swap，构造一个临时变量，然后再赋值，这样的操作给string将会有一次拷贝构造两次赋值重载，会有很大的时间损耗，每次都要开新空间。所以类里面实现是交换每个参量的值。为了防止有人用默认的swap，所以又写了一个全局的string专用swap函数（如果有现成的函数，和它同类型的模板是不会去实例化的，会直接用现成的）。