string类的常见构造及容量操作

1、string类对象的常见构造

#include<string>
#include<iostream>
using namespace std;   
//大概原理
template<class T>
class basic_string
{
	T* _arr;
	int _size;
	int _capacity;
};
//typedef basic_string<char> string;
int main()
{
	string s1;
	string s2("hello");  
	string s3("比特");
	string s4(10, 'a');
	string s5(s2);
	//对于string它重载了流提取和流插入等，这里就可以直接用
	cout << s1 << endl;
	cout << s2 << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << s4 << endl;
	cout << s5 << endl;
	
	//赋值 ———— 深拷贝
	s1 = s5;
	cout << s1 << endl;
}

📝说明

basic_string ❗

string s1; || string s2(“hello”); ❗

通过调试我们发现 s1 虽然是无参的，但并不是啥都没有，且会在第一个位置放一个 \0。

2、string类对象的容量操作

#include<string>
#include<iostream>
using namespace std;
void test_string1()
{
	//1、size | length
	string s1("hello world");
	cout << s1.size() << endl;
	cout << s1.length() << endl;
	cout << "----------cut----------" << endl;
	//2、max_size
	string s2;
	cout << s1.max_size() << endl;
	cout << s2.max_size() << endl;	
	cout << "----------cut----------" << endl;
	//3、capacity
	cout << s1.capacity() << endl;
	cout << "----------cut----------" << endl;
	//4、resize
	string s3("hello world");
	cout << s3.size() << endl;
	cout << s3 << endl;
	//s3.resize(20);//n大于当前的字符串的长度且没有指定c，所以hello world\0\0\0\0...   
	//s3.resize(5);//n小于当前的字符串的长度， 它会删除掉从n开始的这些字符
	s3.resize(20, 'x');//n大于当前的字符串的长度且指定c，所以hello worldxxxx...
	cout << s3.size() << endl;
	cout << s3 << endl;
	cout << "----------cut----------" << endl;
	//5、reserve
	string s4("hello world");
	s4.reserve(20);
	cout << s4 << endl;
	cout << s4.size() << endl;
	cout << s4.capacity() << endl;
	s4.reserve(10);
	cout << s4 << endl;
	cout << s4.size() << endl;
	cout << s4.capacity() << endl;
	cout << "----------cut----------" << endl;
	//6、clear | empty
	string s5("hello world");
	cout << s5 << endl;
	cout << s5.empty() << endl;;
	s5.clear();
	cout << s5 << endl;
	cout << s5.empty() << endl;
	cout << "----------cut----------" << endl;
	//7、shrink_to_fit 暂且不演示
}   
void test_string2()
{
	string s;
	size_t sz = s.capacity();
	cout << "making s grow:\n" << sz << endl;
	for(int i = 0; i < 500; ++i)
	{
		s.push_back('c');
		if(sz != s.capacity())
		{
			sz = s.capacity();
			cout << "capacity changed:" << sz << '\n';
		}
	}
	cout << "----------cut----------" << endl;
}
int main()
{
	test_string1();
	test_string2();

	return 0;
}

📝说明

size || length ❗

两者的功能相同，一般我们比较常用的是 size。

对于 string 是在 STL 这个规范前被设计出来的，因此在 Containers 下并没有 string：

早期说要算字符串字符的长度，所以早期提供的接口就叫 length，至于后面要加 size 的原因是后面增加了 map、set 这样的树，所以用 length 去表示它的数据个数就不合适了。

max_size ❗

它也是早期设计比较早的，属于一个没用的接口 —— 从操作系统中获取最大的长度。本意是想告诉你这个字符串最大你能定义多长， 这个接口在设计的时候其实不好实现，它没有办法标准的去定义这个接口，因为它有很多不确定的因素。所以它这个地方是直接给你 2^32^ ，也就是 4G。所以没什么价值，以后再遇到就直接跳过了。

capacity ❗

对于 string 对象而言，如果 capacity 是 15，意味着它有 16 个字节的空间，因为有一个位置是 \0 的。对于 capacity 它会随着字符串的大小而增容，这里默认是 15。

resize ❗

resize 的前者版本可以让字符串的长度变成 n；后者可以让字符串的 n 个长度变成 c。

如果 n 是小于当前的字符串的长度， 它就会缩减到 n 个字符，删除掉从 n 开始的这些字符。

如果 n 是大于当前的字符串的长度，通过在末尾插入尽可能多的内容来扩展当前内容，倘若指定了 c，则新元素被初始化为 c 的副本，否则它们就是值初始化字符 (空字符 \0)。

对于 s3.resize(20); s3[19] 是有效位置，因为对于 operator[] 里它会 assert(pos < _size)。

reserve ❗

请求 capacity。

注意这里不是你要多少 capacity 它就给多少 capacity，它在增容时还要对照不同编译器下自己的增容规则，最终容量不一定等于字符串长度，它可能是相等的，也可能是更大的。

如果 n 大于当前字符串的 capacity，那么它会去扩容。

如果 n 小于当前字符串的 capacity，这里跟不同的平台有关系。文档里是这样说的：其他情况下 (小于或等于)，有可能它会缩容(开一块新空间，将数据拷贝，释放原有空间)，也有可能不对当前空间进行影响，只是变换 capacity 的值。已证，VS 和 Linux 下不会缩容，STL 的标准也是这样规定的，这是实现 STL 的人决定的。

对于 s4.reserve(20); s4[19] 是无效位置，因为对于 operator[] 里它会 assert(pos < _size)。

string 增容是怎么增的 ❓

test_string2()：

可以看到 Windows VS 下初始容量是 15 ，除了第一次，其余的大概是以 1.5 倍增容。

g++ ？？？

可以看到在不同的编译器下增容规则也不同，Linux g++ 下初始容量是 0，其余是以 2 倍增容的。

clear | empty ❗

清理字符串 | 判空字符串

resize 和 reserve 有什么价值 ❓

对于 resize，既要开空间，还要对这些空间初始化，就可以用 resize —— s.resize(20, ‘x’);

对于 reserve，明确知道需要多大空间的情况，可以提前把空间开好，以减少增容所带来的代价 —— s.reserve(500);