在C语言中，我们知道处理字符串所用的类型是 char []或者char* 。字符串是以‘\0’结尾的。在C++中，string 是一个标准库类（class），用于处理字符串。它提供了一种更高级、更便捷的字符串操作方式，string 类提供了一系列成员函数和重载运算符，以便于对字符串进行操作和处理。本编文章会对C++中的 string 进行详解，希望本篇文章会对你有所帮助。
目录
一、string类
二、string的常用见用法
2、1 string对象的构造
2、1、1 string对象的构造的使用方法
2、1、2 string()的底层实现
2、1、3 string(const char* s)的底层实现
2、2 string对象的修改操作
2、3 string对象的容量操作
2、4 string对象的访问和遍历操作
三、string常用结构的底层实现
3、1 初建结构
3、2 返回大小和容量
3、3 拷贝构造和赋值重载
3、4 扩容（reserve）
3、5 插入（push_back、append、operator+=、insert）
3、6 删除（erase）
3、7 查找（find）
3、8 返回子串（substr）
3、9 迭代器（iterator）
3、10 比较（>、<、>=、<=、==、！=）
四、总结
🙋♂️ 作者：@Ggggggtm 🙋♂️
👀 专栏：C++ 👀
💥 标题：String讲解💥
❣️ 寄语：与其忙着诉苦，不如低头赶路，奋路前行，终将遇到一番好风景 ❣️
一、string类
在学习 string 前，我们不妨先来了解一下 string 类到底是什么，有什么用呢？下图是C++标准库中的对 string 内容：
what？？？没错，C++标准库都是英语解释。我们也应该试着去适应，不懂的可以查阅。当然，在这里我就直接给出翻译，主要是以下内容：
- 字符串是表示字符序列的类；
了解到上面的内容后，我们要开始真正的学习 string 的用法了。
二、string的常用见用法
2、1 string对象的构造
2、1、1 string对象的构造的使用方法
最为常用的无非就是我们用串string来构造一个对象，也就是存储一个字符，常用的方法有如下几点：
下面是使用方法所对应的实例，帮助更好的理解其用法。
根据上面的实例和对应的输出结果，我们可以更好的理解。
2、1、2 string()的底层实现
构造空串，其有效字符长度为0，但是实际上是开辟了一个字节的空间存储 ‘\0’ 的。具体如下：
string() :_str(new char[1]) , _size(0) ,_capacity(0) { }
2、1、3 string(const char* s)的底层实现
我们这里就给出以上两个底层的构造实现，其余两个类似，就不再给出。具体实现如下：
string(const char* str = "") //默认空串。注意：空串是以 \0 结尾 { _size = strlen(str); _capacity = _size; _str = new char[_size + 1]; strcpy(_str, str); }
2、2 string对象的修改操作
当我们构建好对象后，我们接下来就要往对应的字符串对象进行修改操作了。常用的修改操作无非就是插入和查找，具体有如下几种常见用法：
- push_back——在字符串后尾插字符c；
我们再看其具体的使用方法实例，如下图：
上图为常用的修改用法。当然，其他的用法还有很多。如果想了解的过可去C++官网（cppreference）或者 cplusplus 的标准库中查询。具体也可看下图：
insert
operator+=
find
2、3 string对象的容量操作
在平常对字符串的操作中，我们也经常需要去了解到字符串的实际长度为多少，或者改数组到底能够存下多长的字符串，又或是修改字符串的长度和空间大小。C++的string类中，这些操作都提供了相应的接口，具体如下：
我们发现。size和length的功能一样的。确实都是求字符串的有效长度。那我们接着看其具体的实例：
注意：capacity返回的是空间的总大小，size和length返回的是字符串的实际有效长度。 两者是有所区别的。一个字符串的capacity是有底层的具体实现决定的，不同的编译器可能实现的是不同的。
2、4 string对象的访问和遍历操作
string对象的访问，支持像数组一样使用 [] 进行访问，也可通过迭代器进行访问，具体有如下用法：
- begin+ end——begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭
代器；
其具体的用法实例如下：
范围for的底层实现就是用迭代器来实现的。写起来更加的便捷和方便。
以上为string中较为常用的接口。以上完全足够我们平常的使用了，如果想要了解的更多，可参考C++的标准库。不过string容器一共实现了106个接口！！！其中大部分都是冗余的。这也是很多人吐槽string类实现的过于复杂和冗余的一个重要原因。所以在查看时，我们只需要看自己想要了解的接口即可。
三、string常用结构的底层实现
3、1 初建结构
我们通过上述的构造，不难发现也不难理解string的底层其实就是一个字符指针，该指针指向一个数组。当然，我们还需要两个变量来维护其有效长度(_size)和数组容量(_capacity).
其次，我们自己实现的string类为了区分std命名空间，我们可自己设置一个命名空间。处型的模拟实现如下：
namespace gtm { class string { public: //string() // :_str(new char[1]) // , _size(0) // ,_capacity(0) //{ //} //string(const char* str) // :_str(new char[strlen(str) + 1]) //三次strlen函数，效率低。 // ,_size(strlen(str)) // ,_capacity(strlen(str)) //{ // strcpy(_str, str); //} // 不再使用strlen函数，初始化列表与变量声明顺序固定 string(const char* str = "") //默认空串。注意：空串是以 \0 结尾 { _size = strlen(str); _capacity = _size; _str = new char[_size + 1]; strcpy(_str, str); } ~string() { delete[] _str; _str = nullptr; _size = _capacity = 0; } private: char* _str; size_t _size; size_t _capacity; };注意，我们上述省略了无参的构造。原因是我们在字符串的构造中有缺省参数，即为空串。
3、2 返回大小和容量
这两个部分，是比较容易实现的两部分。同时也是较为常用的两部分。具体如下：
size_t size() const { return _size; } size_t capacity() const { return _capacity; }
3、3 拷贝构造和赋值重载
这两部分较为复杂的两部分。其中均需要深拷贝去实现完成，而浅拷贝是不可以的。注意：拷贝构造使用一个已定义变量去初始化另一个变量，赋值重载是两个已定义变量进行赋值。
具体实现如下：
//深拷贝 //string(const string& s) // :_str(new char[s._capacity+1]) // ,_size(s._size) // ,_capacity(s._capacity) //{ // strcpy(_str, s._str); //} void swap(string& tmp) { //调用全局的swap ::swap(_str, tmp._str); ::swap(_size, tmp._size); ::swap(_capacity, tmp._capacity); } //借助变量tmp string(const string& s) :_str(nullptr) , _size(0) , _capacity(0) { string tmp(s._str); swap(tmp); } //赋值 //string& operator=(const string& s) //{ // if(this == &s) // { // return *this; // } // //先开空间拷贝数据，以防new失败销毁原来的空间 // char* tmp = new char[s._capacity + 1]; // strcpy(tmp, s._str); // delete[] _str; // _str = tmp; // _size = s._size; // _capacity = s._capacity; // return *this; // //delete[] _str; // //_str = new char[s._capacity + 1]; // //strcpy(_str, s._str); // //_size = s._size; // //_capacity = s._capacity; // return *this; //} //string& operator=(const string& s) //{ // if(this == &s) // { // return *this; // } // string tmp(s._str); // swap(tmp); // return *this; //} string& operator=(string s) { if (this == &s) { return *this; } swap(s); return *this; }上述的辅助重载我们巧妙地借助了临时变量s。当赋值完成后，出了作用域s会自动调用戏后进行销毁，这里是需要反复理解的。
3、4 扩容（reserve）
我们可简单的理解reserve为扩容（扩容的前提为要求的容量比原来的大），但是我们要记得把字符数组中原有的内容拷贝过来，并且释放之前所动态开辟的空间。 具体实现如下：
void reserve(size_t capacity) { if (capacity > _capacity) { char* tmp = new char[capacity + 1]; strcpy(tmp, _str); delete[] _str; _str = tmp; _capacity = capacity; } }
3、5 插入（push_back、append、operator+=、insert）
插入的实现，主要的点就是是否要进行扩容。其次，当我们实现push_back和append后，其他的均可复用这两个结构进行实现。具体实现如下：
void push_back(char ch) { if (_size == _capacity) { reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2); } _str[_size] = ch; _size++; _str[_size] = '\0'; } void append(const char* str) { size_t len = strlen(str); if (len + _size > _capacity) { reserve(len + _size >= _capacity * 2 ? len + _size : _capacity * 2); } strcpy(_str + _size, str); _size += len; } void append(const string& s) { append(s._str); } void append(int n, char ch) { reserve(_size + n); for (int i = 0; i < n; i++) { push_back(ch); } } string& operator+= (char ch) { push_back(ch); return *this; } string& operator+= (const char* str) { append(str); return *this; } string& insert(size_t pos, char ch) { assert(pos <= _size); if (_size == _capacity) { reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2); } //注意，当运算数一个是有符号，另一个是无符号时，有符号的运算数会强制类型转换为无符号数。pos等于0的位置插入，end--后为超大数据，会出错。 //int end = _size; //while (end >= (int)pos) //{ // _str[end + 1] = _str[end]; // end--; //} size_t end = _size+1; while (end > pos) { _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); if (len + _size > _capacity) { reserve(len + _size >= _capacity * 2 ? len + _size : _capacity * 2); } size_t end = _size + len; while (end >= pos+len) { _str[end] = _str[end - len]; end--; } for (int i = pos,j=0; j < len;j++, i++) { _str[i] = str[j]; } _size += len; return *this; }
3、6 删除（erase）
我们这里实现的从某个位置开始删除，删除长度为 len 的字符。len有一个缺省参数，为npos（npos是一个很大的数，也就是不传参给 len 的话，默认删除到最后）。如果 len 本就很大，删除的长度超过从pos开始所剩余的长度，那么默认也是pos后的删除完。那么我们看其具体的实现。
void erase(size_t pos, size_t len = npos) { assert(pos < _size); if (len == npos || _size - pos <= len) { _str[pos] = '\0'; _size = pos; } else { strcpy(_str + pos, _str + pos + len); _size -= len; } }
3、7 查找（find）
查找的话，主要常用的就两个：从pos位置开始查找，查找的内容可能是一个字符，也可能是一个子串。如果找到，则返回其下标。没找到就返回npos。具体实现如下：
size_t find(char ch, size_t pos = 0)const { for (size_t i = pos; i < _size; i++) { if (_str[i] == ch) return i; } return npos; } size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)const { const char* ret=strstr(_str + pos, sub); if (ret == nullptr) { return npos; } else { return ret - _str; } }
3、8 返回子串（substr）
返子串也是我们经常需要的一个接口。返回子串就一个接口，从某个位置开始查找，查找长度为 len 的字符。len有一个缺省参数，为npos（npos是一个很大的数，也就是不传参给 len 的话，默认返回到最后）。如果 len 本就很大，返回子串的长度超过从pos开始所剩余的长度，那么默认也是pos后的子串全部返回。我们看其具体实现：
string substr(size_t pos, size_t len = npos)const { assert(pos < _size); size_t realLen = len; if (len == npos || pos + len > _size) { realLen = _size - pos; } string s; for (size_t i = 0; i < realLen; i++) { s += _str[pos + i]; } return s; }
3、9 迭代器（iterator）
在string中的迭代器底层就是指针，但是并不是所有的迭代器底层实现都是指针！我们直接看起底层实现：
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; }这里的begin（）就是返回的字符串的首元素地址，end（）返回的是字符串最后一个元素的后一个地址！
3、10 比较（>、<、>=、<=、==、！=）
字符串的比较并非比较其长度，而是与其相同位置字符的大小有关，也就是我们所说的字典序。我们这里只需要实现其中的两个，其他均可复用。具体如下：
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); }
四、总结
string 在C++中算是比较重要的了，也是入门时必须所学的容器。在平常中使用的频率较高，所以我们不仅要掌握其简单的用法，更应该去了解其底层的实现。这有助于我们后续的使用和理解。本篇文章列举出了string中常用的语法和接口底层的底层实现，这些都是我们应该熟练掌握的内容。
本篇文章讲解就到这里，感谢观看ovo~
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