C语言中的字符串称为C风格字符串，是一个以'0'结尾的字符数组，string.h库只提供了有限、不甚安全的字符串操作函数。char str[]只能定义编译期确定大小的字符串，而保存在堆内存的动态字符数组却需要考虑释放内存的问题，且想要实现自变长的弹性大小也存在诸多纷繁的操作细节。C++ STL中的string类一揽子解决了诸如此类的问题。除此以外，STL算法通过traits和iterator中间层来操作各类容器，也包括string。

C++中常用的string类其实是一个typedef：

typedef basic_string string;

basic_string是STL中的类模板，用char实例化这个类模板，取别名为string。

之所以在String中定义basic_string模板类，而不是直接的string模板类，是因为其考虑处理的容器元素，不单只是一个字节的ASCII字符，还有宽字符wchar_t以及char16_t、char32_t或unsigned char等。

1 封装字符串的由来

1.1 不封装的缺陷

char *cp = "abc";    // 其实是const，字面量"abc"并不存储在栈区，而是常量区//cp[2] = 'D';           // errorchar arr[4] = "abc"; // 固定大小int size = 4;char *dp = new char[size];dp[0]='a';dp[1]='b';dp[2]='c';dp[3]='0';cout<

1.2 封装为类：可变长、并自动释放堆内存

封装一个字符指针，由这个指针指向一块new出来的堆内存，并按传入的字符串字面量复制入这块堆内存。

// string.h#ifndef __MYSTRING__#define __MYSTRING__class String{public:                                    String(const char* cstr=0);                        String(const String& str);                       String& operator=(const String& str);            ~String();                                       char* get_c_str() const { return m_data; }private:   char* m_data;};#include inlineString::String(const char* cstr){   if (cstr) {      m_data = new char[strlen(cstr)+1];      strcpy(m_data, cstr);   }   else {         m_data = new char[1];      *m_data = '0';   }}inlineString::~String(){   delete[] m_data;}inlineString& String::operator=(const String& str){   if (this == &str)      return *this;   delete[] m_data;   m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];   strcpy(m_data, str.m_data);   return *this;}inlineString::String(const String& str){   m_data = new char[ strlen(str.m_data) + 1 ];   strcpy(m_data, str.m_data);}// String_test.cpp#include using namespace std;ostream& operator<using namespace std;int main(){  String s1("hello");   String s2("world");      String s3(s2);  cout << s3 << endl;    s3 = s1;  cout << s3 << endl;       cout << s2 << endl;    cout << s1 << endl;       String *p = new String[3];  p[0] = "We";  p[1] = "are";  p[2] = "one";  char* str = p[2].get_c_str();  cout << str << endl;  delete[] p;  cin.get();}/*worldhelloworldhelloone*/

进一步，可以封装为类模板，可以访问不同的字符类型。

2 STL

STL string模板类在上述基础上实现了类型泛化，并封装了很多的成员函数，且有STL算法库中的函数模板支持。

2.1 两个类模板

basic_string Generic string class (class template )

char_traits Character traits (class template )

2.2 模板类4个

string String class (class )

u16string String of 16-bit characters (class )

u32string String of 32-bit characters (class )

wstring Wide string (class )

2.3 转换函数或函数模板

stoi Convert string to integer (function template )

stol Convert string to long int (function template )

stoul Convert string to unsigned integer (function template )

stoll Convert string to long long (function template )

stoull Convert string to unsigned long long (function template )

stof Convert string to float (function template )

stod Convert string to double (function template )

stold Convert string to long double (function template )

to_string Convert numerical value to string (function )

to_wstring Convert numerical value to wide string (function )

3 basic_string模板类

basic_string模板类声明：

template < class charT,           class traits = char_traits,    // basic_string::traits_type           class Alloc = allocator        // basic_string::allocator_type           > class basic_string; 

basci_string封装一根指向字符类型的指针，也就是管理一个以'0'结尾的字符动态数组，有了诸多操作的封装，中间层有迭代器iterator和萃取器traits，traits用于迭代器、型别等的提取，iterator用于封装一个basci_string容器类对象指针，一些独立于容器的算法可以通过迭代器来操作容器元素。

char_traits用于类模板容器元素的型别选择，也是一个模板类：

template  struct char_traits;template <> struct char_traits;template <> struct char_traits;template <> struct char_traits;template <> struct char_traits;

该特性类别规定了“复制字符”或“比较字符“的做法，如果不指定该特性类别，会根据现有的字符型别采用默认的特性类别。

其成员函数包括：

eqCompare characters for equality ( public static member function )ltCompare characters for inequality ( public static member function )lengthGet length of null-terminated string ( public static member function )assignAssign character ( public static member function )compareCompare sequences of characters ( public static member function )findFind first occurrence of character ( public static member function )moveMove character sequence ( public static member function )copyCopy character sequence ( public static member function )eofEnd-of-File character ( public static member function )not_eofNot End-of-File character ( public static member function )to_char_typeTo char type ( public static member function )to_int_typeTo int type ( public static member function )eq_int_typeCompare int_type values ( public static member function )

实例：

// char_traits::compare#include    // std::cout#include      // std::basic_string, std::char_traits#include      // std::tolower#include     // std::size_t// case-insensitive traits:struct custom_traits: std::char_traits {    static bool eq (char c, char d)     {         return std::tolower(c)==std::tolower(d);     }    static bool lt (char c, char d)     {         return std::tolower(c)<:tolower static int compare char p const q std::size_t n while if return lt main std::basic_string> foo,bar;    foo = "Test";    bar = "test";    if (foo==bar)         std::cout << "foo and bar are equal";    return 0;}// output: // char_traits::compare

allocator有默认值，定义字符串类别所采用的内存模式，将容器与物理存储细节分隔，提供了一套分配与释放堆内存的标准方式，其型别为charT，可以是char、wchar_t、char16_t、char32_t。

类模板实例化的模板类：

stringString class (class )wstringWide string (class )u16string String of 16-bit characters (class )u32string String of 32-bit characters (class )

所用字符串类型均使用相同接口，用法和问题都一样，以下是部分成员函数：

(constructor)Construct basic_string object (public member function )(destructor)String destructor (public member function )operator=String assignment (public member function )sizeReturn size (public member function )lengthReturn length of string (public member function )operator[]Get character of string (public member function )atGet character of string (public member function )operator+=Append to string (public member function )appendAppend to string (public member function )push_backAppend character to string (public member function )insertInsert into string (public member function )replaceReplace portion of string (public member function )c_strGet C-string equivalentfindFind first occurrence in string (public member function )rfindFind last occurrence in string (public member function )substrGenerate substring (public member function )compareCompare strings (public member function )operator+Concatenate strings (function template )operator>>Extract string from stream (function template )getlineGet line from stream into string (function template )

4 string类

string类是使用char(即字节)作为其字符类型的basic_string类模板的一个实例化，其有默认char_traits和分配器类型。

其迭代器为a random access iterator to char。

string提供的接口类似于标准字节容器的接口，但添加了专门设计用于使用单字节字符字符串操作的功能。

string类独立于使用的编码处理字节，如果用于处理多字节或可变长度字符(如UTF-8)的序列，则该类的所有成员(如长度或大小)及其迭代器仍将按字节(而不是实际的编码字符)操作。string类的型别虽是char，但因为char是一个字节，其有天然的按字节(byte)处理的优势，也是汉字等一些其它编码的字符能被string类处理的原因，处理完后再按其原本的编码解析即可。

wstring类是使用wchar_t(即字节)作为其字符类型的basic_string类模板的一个实例化。

在Windows下，wchar_t占2个字节(byte)；在Linux下，wchar_t占4个字节。

u16string、u32string则是确定长度的宽字节类型。

wstring、u16string、u32string类有与string类相同接口的成员函数。

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