C++ string类源码
2023-07-01 21:42:03
深夜i
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C++
string类
源码
C++是一种流行的编程语言，它被广泛地应用于软件开发、游戏制作、嵌入式系统等领域。在C++中，字符串处理是一个非常重要的领域，因为字符串是程序中常用的数据类型之一。为了方便开发人员处理字符串，C++中提供了string类，它封装了字符串的常用操作，如拼接、查找、删除等。
C++的string类源码非常复杂，这里简单介绍一下它的基本实现原理。首先，string类是一个模板类，因此不同的编译器实现可能略有不同。但是大多数C++编译器都遵循以下基本实现。
string类的主要实现依赖于字符数组（char array），这个数组存储了字符串的实际数据。当我们创建一个string对象时，编译器会自动在内存中分配一块空间，用来存储该对象的成员变量。其中包括指向字符数组的指针、数组的长度以及一些用于优化字符串操作的标记位。指向字符数组的指针可以用下标操作符或者迭代器来访问。由于字符串长度是可变的，因此需要在插入、删除等操作时重新调整字符数组的大小。
字符串的拼接是string类的常用操作之一。具体实现方式是，先计算要拼接的字符串长度，然后重新分配字符数组的空间，把原来的字符数组和新的字符串复制到新的空间中。由于复制操作比较耗时，因此string类使用了一种叫做“短字符串优化”（SSO）的技术。当字符串长度较短时，会将字符数组直接存储在string对象中，不必动态分配内存，从而提高了效率。
查找字符串的操作也很常用。string类的实现采用了一种叫做“KMP算法”的字符串匹配算法。这个算法可以在O(n+m)的时间复杂度内完成匹配，其中n和m分别是两个字符串的长度。KMP算法的核心思想是通过预处理字符串，构建一个字串匹配表（partial match table），用来快速判断字符串的匹配情况。
总之，C++中的string类是一个方便、高效的字符串处理工具，它可以极大地简化字符串操作，并提高程序的效率。对于C++程序员来说，深入理解string类的实现原理是非常有必要的，它有助于我们更好地应用这个工具，也能提高我们的编程能力。
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