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💡前言

在这篇文章中，我将简单探讨 C++ 中 string 的基本用法。写这篇文章的主要目的是帮助我巩固所学的知识，同时也便于未来的复习和参考。

如果你想大致的了解string的基本用法，也可以留下来看看。

对于那些希望深入学习更多细节的读者，可以去看看这个网站：cplusplus.com，以获取更全面的参考资料。

1.构造函数

1.1函数原型

在 C++98 中，string 类提供了七种构造函数，具体的函数原型如下：

string();
string (const string& str);
string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);
string (const char* s);
string (const char* s, size_t n);
string (size_t n, char c);
template <class InputIterator> string  (InputIterator first, InputIterator last);

注：
函数原型中的缺省参数npos是一个为静态成员变量，类型为size_t，值为-1（整型的最大值），通常用于表示无效位置。

1.2用法速览

在众多构造函数中，以下四个是最常用的：

string s1; // 创建一个空的 string 对象
string s2("Hello World"); // 用 C 字符串初始化 string 对象
string s3(6, '6'); // 用 6 个字符 '6' 填充 string 对象
string s4(s2); // 使用 s2 拷贝构造一个新的 string 对象

此外，还有一些不太常用的构造函数：

string s5(s2, 6, 5); // 从 s2 的第 7 个字符(下标为6)开始，拷贝 5 个字符
string s6("Hello World", 5); // 用"Hello World"的前 5 个字符初始化 string 对象

至于其他构造方式，我暂时还不熟悉。

1.3详解

() -重点⭐

string s1;

调用的是默认构造函数，创造出一个空的string类对象，其字符串为空，即""；
VS上的调试图：

在调试中可以看到，空的string类对象具有以下特征：

• 初始字符串长度size为0
• 初始容量capacity为15（实际为16，但最后一个用来放\0）

尽管空的 string 类对象可以被打印出来，但不会显示任何内容：

cout << "s1:" << s1 << endl;
cout << "s1:" << s1 << 'a' << endl;

( s) -重点⭐

string s2("Hello World");

以C类型的字符串构造string类对象。

C类型的字符串就是以\0为结束标志的字符串。

VS上的调试图：

显然，这种构造方式有一个限制，即它无法将'\0'填入string类对象，例如：

string s2("Hello \0World"); // 此时 '\0' 之后的字符不会被存储

( n, c) -重点⭐

string s3(6, '6'); 

用n个c字符填充string类对象。

与用C类型的字符串构造不同，这种构造方式可以将'\0'填入string类对象：

string s3(10,'\0'); // 创建一个长度为 10 的字符串，全部填充 '\0'

( str) -重点⭐

string s2("Hello World");
string s4(s2);

调用的是拷贝构造函数。

会拷贝原string类对象的所有内容，而不是简单地拷贝 C 类型的字符串：

string s3(10,'\0'); // 创建一个长度为 10 的字符串，全部填充 '\0'
string s4(s3); // 拷贝构造，复制 s3 的内容

( str, pos, len)

string s2("Hello World");
string s5(s2, 6, 5);

从str的pos位置(指下标)开始，拷贝len个字符。

string (const string& str, size_t pos, size_t len = npos);

在其函数原型中，len给了一个缺省参数npos。

static const size_t npos = -1;

可以看见，npos为一个静态常变量，值为-1，又因为其类型为size_t，因此，npos实际值为整型的最大值。
当传参时，不传len或传的len过大，会默认从str的pos位置拷贝至结尾。

string s2("Hello World");
string s5_1(s2, 6); // 默认拷贝至字符串结束
string s5_2(s2, 6, 100); // 尝试拷贝超过实际长度，将从第 6 个字符拷贝至结束

( s, n)

拷贝字符串s的前n个字符。感觉比较废。

2.容量函数

2.1函数原型

size: 返回当前字符串的长度

size_t size() const;

length: 返回当前字符串的长度（与 size() 等效）

size_t length() const;

max_size: 返回字符串可以容纳的最大字符数

size_t max_size() const;

resize: 改变字符串的长度

void resize (size_t n);
void resize (size_t n, char c);

capacity: 返回当前字符串的容量

size_t capacity() const;

reserve: 预留空间

void reserve (size_t n = 0);

clear: 清空字符串

void clear();

empty: 判断字符串是否为空

bool empty() const;

shrink_to_fit: 收缩容量

void shrink_to_fit();

2.2用法速览

常用的：

string s; // 创建一个空字符串
//size:
cout << s.size() << endl; // 输出字符串的长度

//reserve:
s.reserve(100); // 预留 100 个字符的空间
cout << s.capacity() << endl; // 输出当前字符串的容量

//resize:
//1:
s.resize(5); // 调整字符串的长度为 5
cout << s.size() << endl; // 输出调整后的长度
//2:
s.resize(10,'6'); // 调整字符串的长度为 10，填充字符 '6'
cout << s << endl; // 输出字符串内容

//clear:
s.clear(); // 清空字符串内容
cout << s << endl; // 输出空字符串

不常用的：

//length:
cout << s.length() << endl; // 输出字符串的长度（与 size() 等效）

//max_size:
cout << s.max_size() << endl; // 输出字符串可以容纳的最大字符数

//capacity:
cout << s.capacity() << endl; // 输出当前字符串的容量

//empty:
cout << (s.empty() ? "String is empty" : "String is not empty") << endl; // 判断字符串是否为空

//shrink_to_fit:
s.shrink_to_fit(); // 收缩字符串的容量，释放多余的内存
cout << s.capacity() << endl; // 输出收缩后的字符串容量

2.3详解

size() -重点⭐

重点，但用法很简单。
可以返回字符串的有效字符长度。
注，并非C语言类型的字符串的长度：

string s(10,'0'); // 创建一个包含 10 个 '0' 的字符串
cout << s.size() << endl; // 输出结果将是 10

Output:

10

注意事项：

• string类对象的size并不一定等于其容量capacity。
• 由于不知道编码方式，返回值可能不等于实际编码后的字符数量。

std::size与std::length的用法完全一致(一般用size)，文档中将它们称作同义词synonym。

reserve() -重点⭐

注意区分reserve和reverse!!!

可以改变string类对象的容量capacity， 不会改变有效数据个数size!!!

扩容与缩容：

可简单测试一下：

string s;
size_t cap = s.capacity();
cout << "Init:" << cap << endl;
for (int i = 0; i < 200; i++)
{
	s += ' ';
	if(cap != s.capacity())
	{
		cap = s.capacity();
		cout << "capacity change : " << cap << endl;
	}
}

不同环境的自动扩容机制不同，VS大概是1.5倍，linux大概是2倍。

用reserve手动扩容，如果提前知道要多少空间，这样做可减少自动扩容带来的消耗：

string s;
s.reserve(100);

VS上，一般会稍微大于你给的值，因为它有一套自己的对齐规则。
这样的实现并没有问题：

---

如果字符串有内容，一般不会缩容：

string s("1");
s.reserve(100);
s.reserve(0);
cout << s.capacity() << endl;

如果为空字符串（初始为空/被clear清空），可能会缩容：

string s;
s.reserve(100);
s.reserve(0);
cout << s.capacity() << endl;

string s2("Hello World!!!!!!!!!!!!!!!!");
s2.clear();
s2.reserve(0);
cout << s2.capacity() << endl;

reserve也有缺省参数：

void reserve (size_t n = 0);

因此: $s.reserve();$ 等价于 $s.reserve(0);$

如果有编译器，任何情况它都不缩/缩，这种实现也是对的，因为这是一个不具有约束力的请求：

resize() -重点⭐

可以改变string类对象的有效数据个数size，增容时可能改变容量capacity大小。
该函数提供了两个重载版本：

void resize (size_t n);
void resize (size_t n, char c);

用法：

1. string s;
   s.resize(3,'6'); // 将字符串大小调整为 3，并用字符 '6' 填充
   

   

   当使用void resize (size_t n, char c);增加size时，多余的部分用字符c填充。

2. s.resize(6); // 调整大小为 6，多余部分将用 '\0' 填充
   

   
   当使用void resize (size_t n);增加size时，多余部分默认用'\0'填充：
   
   所以std::resize的两个重载函数应该可以合成为一个：void resize (size_t n, char c = '\0');，没这样做的原因好像是函数重载比缺省参数早出现。

3. s.resize(0);
   

   直接变成空串，但不改变capacity。
   这点感觉和std::clear完全相似。

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希望本篇文章对你有所帮助！并激发你进一步探索编程的兴趣！
本人仅是个C语言初学者，如果你有任何疑问或建议，欢迎随时留言讨论！让我们一起学习，共同进步！