为什么学习string类

在c语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符集合，为了操作方便，c语言提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数是于字符串分离开的，不太符合oop思想，而且底层需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问

什么是string

string 就是字符串的意思，是 C++ 用来代替 char 数组 的数据结构。里面封装了一些常用的方法，方便我们对其进行一些操作，而且string的空间大小是动态变化的，大大减小了不必要的花销

标准库中的string类

string底层本质上还是一个顺序表，我们可以理解为是一个封装了char*的容器。
只不过：

• char* 是一个指针

• string本质上是一个类，类的内部封装了char*，即**string是一个char***型的容器

• **string管理char***所分配的内存，不用担心复制越界和取值越界等

typedef basic_string<char> string;

在使用string这个容器时，需要包含头文件

sting类的常用接口

构造接口

1. 无参构造
2. 字符串构造
3. n个字符c构造
4. 拷贝构造
   

string s1;//无参构造
**************************
string s1("hello world");//字符串构造
stirng s2(s1);//拷贝构造
**************************
string s1(10,'c');//n个字符构造

• 下面我会贴出运行图以便更好的理解：
  
  

string类对象的容量操作接口

1. size();
2. lenth();->与size()方法底层实现原理完全相同
3. capacity()
4. empty()
5. clear()
6. reserve()
7. resize()

• 下面我会对这些接口进行演示

① size()，lenth()，capacity()

string s2("hello world");
cout << s2.size() << endl;
cout << s2.length() << endl;

• size()、lenth()返回的是字符串有效字符个数，而capacity()返回的是当前对象空间大小
  
• 为什么size()、lenth()这两个接口的功能是一样的呢？这是因为某些历史原因遗留下来的，原本string类使用的是lenth()接口，但是后面为了与其他STL容器保持统一，便有了size()接口，那c++为什么不删了lenth()这个接口呢？很简单，大白话讲就是：在size()接口出来前，很多项目使用的是lenth这个接口，如果删了这个接口，那些项目不就得全崩了吗？所以c++每次更新都是“向前兼容”，不会把之前不好的设定删除掉。

②empty()

• 这个接口的作用是判断该对象是否为空，为空在返回真，否则返回假。
  
• 下面是接口演示
  

③clear()

• 这个接口的作用是清空存储的字符串。
  ->注意，是把字符清楚，不会影响到空间，也就是capacity()。
  
• 下面是接口演示
  
  
• 它只是清空字符串，不会影响到空间
• 咱们来看下是不是真的清空了字符串
  

④reserve()

• 调整空间，若大于原空间，则进行扩容，若小于原空间，则不进行操作
  
• 下面是接口演示
  一 . 当大于原空间时
  在vs平台下，string类初始空间是15（平台不同开辟的空间也不同）
  
  二 . 当小于原空间时
  

⑤resize()

• 调整字符串的长度，这个接口不仅会影响到size()，还会影响到capacity()
• 若大于原长度，但小于原空间，则会增加有效字符个数，直到达到给定的长度，多出来的部分则是用’\0’填充
• 若大于原长度，并且大于原空间，则会增加有效字符个数，直到达到给定的长度，并进行扩容
• 若小于原长度，则会减少有效字符个数，并且减去的部分可以理解为被删除了。

第一种情况

第二种情况

第三中情况

string类对象的访问及遍历操作接口

• operator[]—>返回pos位置字符的引用
• begin()+end()—>迭代器
• rbegin()+rend()—>反向迭代器
• 范围for—> C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

前面讲到string的底层本质是一个顺序表，既然是顺序表，那就能用下标引用操作符来访问与遍历。
① operator[] ->下标引用操作符重载

• 既然我们能通过下标引用来遍历string类的对象，那我们是不是也能借此来修改string类对象中存储的值呢？
  答案是“肯定的”
  
• 另外，我们还能单独的对某一位置进行自增操作
  

②begin()+end()迭代器
begin()获取第一个字符的迭代器 + end()获取最后一个字符下一个位置的迭代器

• 下面是接口演示
  

什么是迭代器
概念：迭代器是一种检查容器内元素并遍历元素的数据类型，通常用于对C++中各种容器内元素的访问，但不同的容器有不同的迭代器，初学者可以将迭代器理解为指针。但记住，它只是类似于指针，但不是指针。

接下来，我就来具体的讲讲begin()与end()

• bengin()，返回指向容器第一个元素位置的迭代器
• end()，返回容器最后一个元素的下一个位置的迭代器
  
• 现在来分析下前面的那段代码

	string s1("hello world");//string::iterator是迭代器类型，不同的容器，迭代器类型不同string::iterator it1 = s1.begin();//it1存储s1.begin()返回的迭代器位置while (it1!=s1.end())//当it1没到s1.end()位置时{//如前面所说，我们可以暂且把迭代器当作指针来理解。在这里输出迭代器位置的值时，用到了"*"//和指针不同的是，这里的解引用操作符是被重载过的cout << *it1 << " ";//输出迭代器当前位置的值++it1;//然后迭代器后移}

③ rbegin()+rend()反向迭代器
rbegin()返回指向容器最后一个元素的迭代器，rend()返回指向容器第一个元素的前一个位置的迭代器。

• 接口演示以及代码讲解
  

string s1("hello world");
//string::reverse_iterator是反向迭代器的类型
string::reverse_iterator it1 = s1.rbegin();//it1存储s1.rbegin()的位置
while (it1!=s1.rend())//当没到s1.rend()位置时
{cout << *it1 << " ";//输出当前位置的值++it1;//前移
}

④ 范围for
范围for，又称“语法糖”，它是在c++11时才出来的。
范围for的底层本质也是迭代器。

• 先演示下范围for的用法
  第一种，可以用auto让编译器来推导类型。
  关于auto，可以到这篇文章中进行了解
  
  第二种，自己给出类型。
  
  前面说了，范围for本质还是迭代器，上面代码中遍历s1，实际是将*it1的值赋值到x中。下面来看下底层
  

string类对象的修改操作

接口	使用说明
push_back()	在字符串后尾插字符c
append()	在字符串后追加一个字符串
operator+= (重点)	在字符串末尾追加字符串str
c_str()(重点)	返回c格式的字符串
find()	从字符串pos位置开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置
substr	在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回

① push_back()
在字符串后尾插字符c

• 接口演示

string s1("hello");
s1.push_back('w');
for (char x : s1)
{cout << x;
}

②append()
在字符串后追加一个字符串

string s1("hello");
s1.append("world");
for (char x : s1)
{cout << x;
}

③operator+= (重点)
在字符串末尾追加字符串、字符或者一个对象

string s1("hello");
s1 += "world";
for (char x : s1)
{cout << x;

④c_str()(重点)
返回c格式的字符串

string s1("hello");
cout << s1.c_str() << endl;

⑤find()
从字符串pos位置开始往后找字符c、字符串s或者一个对象，返回该字符在字符串中的位置

• 代码演示
  
  ⑥substr
  在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回
  
• 接口演示

string s1("hello world");
string s2 = s1.substr(0,5);
for (auto x:s2)
{cout << x;
}

string类非成员函数

接口	使用说明
operator+	尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低
operator>> （重点）	流插入重载
operator<< （重点）	流提取重载
getline （重点）	获取一行字符串
relational operators （重点）	大小比较

①operator+
在字符串后拼接字符、字符串或者对象

operator+与operator+=的区别是前者不会影响自身，后者会影响到自身

②operator>> 、operator<< （重点)（重点)

**③getline **
从流中获取一行放到字符串中

• 接口演示
  

getline与流插入的区别
流插入遇到空格就会停止，也就是说，如果要输入hello world，那么它只会接收到hello这部分，但是getline则会全部都接收到

vs和g++下string结构的说明（了解即可）

vs下stirng的结构

1.当字符串长度小于16时，使用内部固定的字符数组来存放

2.当字符串长度大于等于16时，从堆上开辟空间

其次：还有一个size_t字段保存字符串长度，一个size_t字段保存从堆上开辟空间总的 容量 最后：还有一个指针做一些其他事情。 故总共占16+4+4+4=28个字节。

union _Bxty{   
// storage for small buffer or pointer to larger onevalue_type _Buf[_BUF_SIZE];pointer _Ptr;char _Alias[_BUF_SIZE]; // to permit aliasing} _Bx;

g++下string的结构

G++下，string是通过写时拷贝实现的，string对象总共占4个字节，内部只包含了一个 指针，该指针将来指向一块堆空间，内部包含了如下字段：

• 空间总大小

• 字符串有效长度

• 引用计数

• 指向堆空间的指针，用来存储字符串。

struct _Rep_base{size_type               
size_type               
_Atomic_word            
};