深入探究C++ string的內(nèi)部究竟是什么樣的

更新時間：2021年01月05日 09:33:51 作者：RioTian

這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于C++ string的內(nèi)部究竟是什么樣的，文中通過示例代碼的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

在C語言中，有兩種方式表示字符串：

一種是用字符數(shù)組來容納字符串，例如char str[10] = "abc"，這樣的字符串是可讀寫的；
一種是使用字符串常量，例如char *str = "abc"，這樣的字符串只能讀，不能寫。

兩種形式總是以\0作為結(jié)束標志。

C++ string 與它們在C語言中的前身截然不同。首先，也是最重要的不同點，C++ string 隱藏了它所包含的字符序列的物理表示。程序設計人員不必關(guān)心數(shù)組的維數(shù)或\0方面的問題。

string 在內(nèi)部封裝了與內(nèi)存和容量有關(guān)的信息。具體地說，C++ string 對象知道自己在內(nèi)存中的開始位置、包含的字符序列以及字符序列長度；當內(nèi)存空間不足時，string 還會自動調(diào)整，讓內(nèi)存空間增長到足以容納下所有字符序列的大小。

C++ string 的這種做法，極大地減少了C語言編程中三種最常見且最具破壞性的錯誤：

數(shù)組越界；
通過未被初始化或者被賦以錯誤值的指針來訪問數(shù)組元紊；
釋放了數(shù)組所占內(nèi)存，但是仍然保留了“懸空”指針。

C++ 標準沒有定義 string 類的內(nèi)存布局，各個編譯器廠商可以提供不同的實現(xiàn)，但必須保證 string 的行為一致。采用這種做法是為了獲得足夠的靈活性。

特別是，C++ 標準沒有定義在哪種確切的情況下應該為 string 對象分配內(nèi)存空間來存儲字符序列。string 內(nèi)存分配規(guī)則明確規(guī)定：允許但不要求以引用計數(shù)（reference counting）的方式實現(xiàn)。但無論是否采用引用計數(shù)，其語義都必須一致。

C++ 的這種做法和C語言不同，在C語言中，每個字符型數(shù)組都占據(jù)各自的物理存儲區(qū)。在 C++ 中，獨立的幾個 string 對象可以占據(jù)也可以不占據(jù)各自特定的物理存儲區(qū)，但是，如果采用引用計數(shù)避免了保存同一數(shù)據(jù)的拷貝副本，那么各個獨立的對象（在處理上）必須看起來并表現(xiàn)得就像獨占地擁有各自的存儲區(qū)一樣。例如：

// #include<bits/stdc++.h>
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
 
int main() {
 string s1("12345");
 string s2 = s1;
 cout << (s1 == s2) << endl;
 s1[0] = '6';
 cout << "s1 = " << s1 << endl; // 62345
 cout << "s2 = " << s2 << endl; // 12345
 cout << (s1 == s2) << endl;
 
 return 0;
}

在 GCC 下的運行結(jié)果：