前言：
1、首先要了解一下STL，什么是STL？如果把数据结构的章节比喻成造车，那么STL则是开车去各种地方，站在前人的肩膀上去看世界，进行更高效的工作！
2、首先我们先来介绍第一种容器，string，在以后学习新知识中，我们都需要具备一定阅读文档的能力，比如说cplusplus这个网站。接下来我们按照这个网站中对于string类介绍的内容逐渐认识string类。
一、STL
1、什么是STL
STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。
2、STL的六大组件
3、如何去学习STL
网上有句话说：“不懂STL，不要说你会C++”。STL是C++中的优秀作品，有了它的陪伴，许多底层的数据结构以及算法都不需要自己重新造轮子，直接站在前人的肩膀上，健步如飞的快速开发。
简单总结一下：学习STL的三个境界：能用，明理，能扩展。
二、string的使用
1、C语言中的字符串
C语言中，字符串是以'\0'结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合OOP的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。
2、标准库中的string类
https://cplusplus.com/reference/string/string/?kw=string 大家可以点击cplusplus网站自行查阅string类的全部接口，我们接下来讲解它的常用接口。
3、string类常用接口
3.1.string类的构造
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;int main()
{string s1;//std::string s2("hello");string s3(10, 'a');string s4(s2);//拷贝构造string s5 = "hello";//构造+拷贝构造+优化string s6 = s2;//拷贝构造s1 = s2;cout << s1 << endl;//operatorcout << s2 << endl;cout << s3 << endl;cout << s4 << endl;}代码中的s1到s4都是按照上面表格中的函数名称顺序来进行编写。
s1并非是一个空类，上文讲解到字符串是以'\0'结尾的，它至少会包含一个‘\0'，比如一个字符串中存了10个字符，但是它的容量为11，最后一位为'\0'。
如下是标准库里给的标准参考：
// string constructor
#include <iostream>
#include <string>int main ()
{std::string s0 ("Initial string");// constructors used in the same order as described above:std::string s1;std::string s2 (s0);std::string s3 (s0, 8, 3);std::string s4 ("A character sequence");std::string s5 ("Another character sequence", 12);std::string s6a (10, 'x');std::string s6b (10, 42); // 42 is the ASCII code for '*'std::string s7 (s0.begin(), s0.begin()+7);std::cout << "s1: " << s1 << "\ns2: " << s2 << "\ns3: " << s3;std::cout << "\ns4: " << s4 << "\ns5: " << s5 << "\ns6a: " << s6a;std::cout << "\ns6b: " << s6b << "\ns7: " << s7 << '\n';return 0;
}3.2.string类对象修改操作（增删查改）
void test_string1()
{//string s;//s.push_back('x');//s.append("111111111");//s += 'x';//s += "xxxxxxxxx";//可读性更强//cout << s << endl;string s;s += '1';//operator+=s += "3456";cout << s << endl;s.insert(s.begin(), '0');cout << s << endl;s.insert(2, "2");cout << s << endl;s.erase(2, 10);cout << s << endl;
}
3.3.string类的迭代器
迭代器，可以用它来遍历这个字符串，或者修改它。有正向迭代器，和反向迭代器，顾名思义，就是正着遍历和反着遍历。但是如果是const迭代器，是不能修改的。
// 遍历
void test_string2()
{string s1("hello");s1 += ' ';s1 += "world";cout << s1 << endl;//[下标] //常用for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i){//写s1[i] += 1;}for (size_t i = 0; i < s1.size(); ++i){//读cout << s1[i] << " ";}cout << endl;//迭代器//写string::iterator it = s1.begin();//auto it = s1.begin();while (it != s1.end()){*it -= 1;++it;}//读it = s1.begin();while (it != s1.end()){cout << *it << " ";++it;}cout << endl;//范围for//原理：被替换成迭代器for (auto ch : s1){cout << ch << " ";}}int string2int(const string& str)//传参，拷贝+引用
{int val = 0;//const 迭代器 只能读不能写string::const_iterator it = str.begin();//const_,,,与传参那里的const相对应while (it != str.end()){//*it = 'a';val *= 10;val += (*it - '0');//将12345转成 一万两千三百四十五++it;}val = 0;string::const_reverse_iterator rit = str.rbegin();//auto rit = str.rbegin();while (rit != str.rend()){//*it = 'a';val *= 10;val += (*rit - '0');++rit;}return val;
}//3.其他迭代器
void test_string3()
{//倒着遍历string s1("hello world");string::reverse_iterator rit = s1.rbegin();while (rit != s1.rend()){cout << *rit << " ";//倒着打印hello world++rit;}cout << endl;string nums("12345");cout << string2int(nums) << endl;
}//方向：正向迭代器，反向迭代器
//属性：普通和const
3.4.string类对象的容量操作
void test_string4()
{string s1("hello world");string s2("hello");cout << "s1.size() :"<<s1.size() << endl;cout << "s2.size() :"<<s2.size() << endl;cout << "s1.length():"<<s1.length() << endl;cout << "s2.length():"<<s2.length() << endl;//size == lengthcout << "s1.capacity():"<<s1.capacity() << endl;cout << "s2.capacity():"<<s2.capacity() << endl;s1 += "1111111";cout << "+=之后的s1：" << endl;cout << "s1.capacity():"<<s1.capacity() << endl;//按倍数增容s1.clear();cout << "clear()之后的s1：" << endl;cout << s1 << endl;cout << s1.capacity() << endl;//空间还在
}首先来看一下它们各自的长度与空间大小：
void test_string5()
{//string s;s.reserve(100);//不增容了，给了100空间//s.resize(100,'x');//size也到100，字符的个数，//size_t sz = s.capacity();//cout << "making s grow:" << endl;//for (int i = 0; i < 100; ++i)//{// s.push_back('c');// if (sz != s.capacity())// {// sz = s.capacity();//将近1.5倍增容，// cout << "capacity changed:" << sz << endl;// }//}string s("hello world");s.resize(5);s.resize(20, 'x');//空间不够，会增容。helloxxxxxxx......}
自此，string的常见使用都已经展示完了，接下来我们来实现一下它底层是怎么操作的。
三、string的实现
我们首先先提一下拷贝：之前章节上有讲，浅拷贝和深拷贝，浅拷贝就是只是拷贝了它的值，但是空间还是共用同一块空间，当出现析构，或者是清理情况下，就会出现错误。深拷贝就是创建了一块自己的空间，并且把值也copy过来了，有了自己的空间和相同的值。
**浅拷贝**：只是简单地复制对象的指针或引用，而不复制实际的数据。这样，两个对象将共享同一块内存数据。如果其中一个对象修改了数据，另一个对象也会看到这些更改。
**深拷贝**：不仅复制对象的指针或引用，还复制它所指向的数据。这样，每个对象都有自己独立的数据副本，互不影响。
在C++中，`std::string` 类的拷贝（无论是通过复制构造函数还是赋值操作符）都是执行深拷贝的。这意味着当你创建一个 `std::string` 对象的副本时，新的对象会拥有自己独立的数据副本，而不是仅仅指向原始对象的数据。
为了不和头文件中的string类起冲突，自己创建一个namepace，接下来就是实现的所有代码：
#pragma once
#include<iostream>
#include<string.h>
#include<assert.h>
using namespace std;namespace zzx
{class string{public:string(){_str = new char[1];_str[0] = '\0';_size = _capacity = 0;}string(const char* str = "")//构造初始化{_size = strlen(str);_capacity = _size;_str = new char[_capacity + 1];}//s2(s1)//传统写法string(const string& s)//拷贝构造，深拷贝，传统写法{_str = new char[s._capacity + 1];_capacity = s._capacity;_size = s._size;strcpy(_str, s._str);}//s1 = s2string& operator=(const string& s){if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1];strcpy(_str, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;}void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}//深拷贝现代写法string(const string& s):_str(nullptr), _size(0), _capacity(0){string tmp(s._str);//构造swap(tmp);}string& operator=(const string& s){if (this != &s){string tmp(s);swap(tmp);}return *this;}string& operator=(string s){swap(s);return *this;}~string(){delete[] _str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}typedef char* iterator;iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}const char* c_str() const{return _str;}size_t size()const{return _size;}size_t capacity()const{return _capacity;}char& operator[](size_t pos) //普通对象可读可写{assert(pos < _size);return _str[pos];}const char& operator[](size_t pos) const//只读{assert(pos < _size);return _str[pos];}void reserve(size_t n){if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;}}void resize(size_t n, char ch = '\0'){if (n > _size){reserve(n);for (size_t i = _size; _size < n; ++i){_str[i] = ch;}_size = n;_str[_size] = '\0';}else{_size = n;_str[_size] = '\0';}}void push_back(char ch){if (_size == _capacity){size_t newCapacity = _capacity = 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newCapacity);}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';}void append(const char* str){size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, str);_size += len;}string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}string& insert(size_t pos, char ch){assert(pos <= _size);if (_size == _capacity){size_t newCapacity = _capacity = 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newCapacity);}size_t end = _size + 1;while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];--end;}_str[pos] = ch;++_size;return *this;}string& insert(size_t pos, const char* str){size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}size_t end = _size + len;while (end > pos + len - 1){_str[end] = _str[end - len];--end;}strncpy(_str + pos, str, len);_size += len;return *this;}string& erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos < _size);if (len == npos || pos + len > _size){_str[pos] = '\0';_size -= len;}else{strcpy(_str + pos, _str + pos + len);_size -= len;}return *this;}size_t find(char ch, size_t pos = 0)const{assert(pos < _size);while (pos < _size){if (_str[pos] == ch){return pos;}++pos;}return npos;}size_t find(const char* str, size_t pos = 0) const{assert(pos < _size);const char* ptr = strstr(_str + pos, str);if (ptr == nullptr){return npos;}else{return ptr - _str;}}void clear(){_size = 0;_str[0] = '\0';}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;const static size_t npos = -1;};
}ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i){out << s[i];}return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{s.clear();char buff[127] = { '\0' };size_t i = 0;char ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\0'){if (i == 127){s += buff;i = 0;}buff[i++] = ch;ch = in.get();}if (i > 0){buff[i] = '\0';s += buff;}return in;
}如果不正之处，或者大家对于哪块知识还有疑惑，欢迎大家评论或者私信，我将会与大家一起学习共同探讨！！！
