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C++11 STL string 源码分析
2023-07-13 13:15:33 深夜i     --     --
C++11 STL string 源码分析 编程语言

C++11是C++语言的一个版本，其中包括了STL库中的string类，是对C语言字符串处理的加强与优化。在本文中我们将深入分析C++11 STL string的源码实现。

首先，STL string类的定义如下：



class string {


public:


//数据类型定义，省略其他成员变量，成员函数


typedef std::size_t size_type;


typedef char value_type;


typedef const char* const_iterator;


typedef const_iterator iterator;


//构造函数


string();


explicit string(const Allocator&);


string(const string& str);


string(string&& str)


 noexcept(noexcept(Allocator(str)))


 : basic_string(std::move(str)) {}


string(const string& str, size_type pos, size_type n = npos,


    const Allocator& a = Allocator());


string(const char* s, size_type n, const Allocator& a = Allocator());


string(const char* s, const Allocator& a = Allocator());


string(size_type n, char c, const Allocator& a = Allocator());


template<class InputIt>


string(InputIt first, InputIt last, const Allocator& a = Allocator());


string(std::initializer_list<char> init, const Allocator& alloc = Allocator());


</span>~string();


//成员函数


const char* c_str() const noexcept;


const char* data() const noexcept;


size_type size() const noexcept;


size_type length() const noexcept;


size_type capacity() const noexcept;


void resize(size_type n, char c);


void resize(size_type n);


void reserve(size_type res_arg = 0);


void clear() noexcept;


bool empty() const noexcept;


void shrink_to_fit();


void push_back(char c);


void pop_back();


string& operator=(const string& str);


string& operator=(string&& str)


 noexcept(noexcept(this->alloc_ == std::move(str).alloc_));


string& operator=(const char* s);


string& operator=(char c);


string& operator=(std::initializer_list<char> ilist);


char& operator[](size_type pos);


const char& operator[](size_type pos) const;


char& at(size_type pos);


const char& at(size_type pos) const;


char& back();


const char& back() const;


char& front();


const char& front() const;


string& operator+=(const string& str);


string& operator+=(const char* s);


string& operator+=(char c);


string& operator+=(std::initializer_list<char> ilist);


int compare(const string& str) const noexcept;


int compare(size_type pos1, size_type count1, const string& str) const;


int compare(size_type pos1, size_type count1, const string& str, size_type pos2, size_type count2 = npos) const;


int compare(const char* s) const noexcept;


int compare(size_type pos1, size_type count1, const char* s) const;


int compare(size_type pos1, size_type count1, const char* s, size_type count2) const;


// 其他函数


std::allocator allocator() const noexcept;


};

在源码实现中，STL string提供了多个构造函数，用于创建不同类型的字符串。其中，最常用的构造函数为默认构造函数，其实现如下：



string::string()


 : basic_string<CharT>(allocator_type())


{}

同时，该类还提供了多种赋值和比较操作，例如赋值操作符：



string& string::operator=(const string& str) {


 basic_string<CharT>::operator=(str);


 return *this;


}

该操作符将一个string类型的变量作为参数，然后将该变量的值赋给当前的string类型变量。实现中，该操作符调用的是基类basic_string中的操作符，对字符串进行赋值操作。

另外，该类还提供了一系列的成员函数，包括resize()、push_back()、pop_back()等，用于对字符串进行修改。其中，resize()函数用于调整字符串的大小，该函数实现如下：



void string::resize(size_type n, char c) {


 basic_string<CharT>::resize(n, static_cast<CharT>(c));


}

该函数接收两个参数：一个是需要调整的大小，另一个是用于填充新添加的字符。在实现中，该函数调用的是基类basic_string中的resize()函数。

最后，STL string还提供了类似于c_str()、length()、size()等函数，用于获取字符串的一些属性。例如，length()函数实现如下：



size_type string::length() const noexcept {


 return basic_string<CharT>::size();


}

该函数返回当前字符串的长度，实现中调用的是基类basic_string中的size()函数。

总结来说，C++11 STL string类的实现通过基类basic_string和一系列成员函数、比较操作符来为开发者提供了一个高效稳定的字符串操作方案。对于需要进行大量字符串操作的C++开发者来说，系统自带的字符串操作方式不足以满足业务需求时，可以考虑使用STL string类。

  
  
下一篇: C++ 的 move 函数

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