字符串变量

传统的C风格的字符串是用字符数组(char[])来表示：
长度固定（声明后不可变），结尾符显式需要 \0 结尾，长度获取strlen(s)

C++ std::string 的存储方式， 长度动态可变，结尾符内部处理，不计入长度，拼接可以使用+或+=运算符，长度获取是：s.size() 或 s.length()

例如：创建一个字符串变量

string geeting= "hello"
cout<<sizeof(geeting).  

下面一下程序输出结果为？

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#include <iostream>
using namespace std;

int main()
{
    string firstName ="Isaac";
    string lastName ="Newton";
    string fullName;
    fullName=firstName+lastName;
    cout << fullName;
    return 0;
}

string类型也可以用下标来操作，最后一个字符也是’\0′ (C++11标准)

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#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

int main()
{
   string myString ="Hello";
   myString[0] ='J';
   cout << myString<<endl;
   if(myString[5]=='\0')cout<<"I know you have tail";
   return 0;
}

字符型变量与字符串变量
备注：
sizeof 是一个关键字，它是一个编译时运算符，用于判断变量或数据类型的字节大小。sizeof 运算符可用于获取类、结构、共用体和其他用户自定义数据类型的大小。
strlen所作的是一个计数器的工作，它从内存的某个位置（可以是字符串开头，中间某个位置，甚至是某个不确定的内存区域）开始扫描，直到碰到第一个字符串结束符’\0’为止，然后返回计数器值(长度不包含’\0′)。
strlen参数只能是char*，且必须是以’\0’结尾。
size()是string类型的成员函数，调用方式为s.size()，它返回的值是s的大小，也就是s的长度。成员函数是指某个类型的特有函数。

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#include <cstring>
#include <string>
#include <iostream>
using namespace std;
int main(){
    
    char   a_string[]={'a','b','c','\0'};//c-style字符串
    char   b_string[]="abc";     //c-style字符串
    char   c_string[]={'a','b','c'}; //字符数组
    string d_string="abc";    //C++ STL类型字符串
    
   
    cout<< sizeof(a_string)<<' '<<strlen(a_string)<<' '<<a_string<<endl;
    cout<< sizeof(b_string)<<' '<<strlen(b_string)<<' '<<b_string<<endl;
    cout<<sizeof(c_string)<<' ';
    for (int i = 0; i <sizeof(c_string); i++)cout<<c_string[i];
    cout<<endl;
    
    cout<< sizeof(d_string)<<' '<<d_string.size()<<' '<<d_string<<endl;
 
}

C++ std::string 的存储方式，可以用“一处固定，两处变通”来概括。

1. 结构总结：栈与堆的协作

无论字符串多长，string 变量本身（在栈上）的大小通常是固定的（如 24 或 32 字节）。它的核心由三部分组成：指针（Data Pointer）、大小（Size）、容量（Capacity）。

2. 核心机制：SSO（短字符串优化）

这是现代 C++ 存储 string 的精髓，它会根据字符串长度自动切换模式：

  • 短字符串模式（本地存储）：
    • 触发条件：字符串长度较短（通常在 15-22 字节以内）。
    • 存储位置：直接存放在栈上的那 24 字节内部。
    • 优点：不需要申请堆内存，速度极快。此时原本存放“指针”的空间被当成“字符数组”用了。
  • 长字符串模式（远程存储）：
    • 触发条件：长度超过了内部缓冲区的上限。
    • 存储位置：在**堆（Heap）**上申请一块连续空间存放字符。
    • 优点：可以存储海量数据，理论上限仅受系统内存限制。此时栈上的“指针”会指向这块堆内存的起始地址。

3. 动态扩容策略：倍增法

当你在一个已有的字符串后面不断添加内容，导致“长度”超过“容量”时：

  1. 重新申请：在堆上找一块更大的新空间（通常是原容量的 1.5 倍或 2 倍）。
  2. 搬迁：将旧数据拷贝到新空间。
  3. 释放：销毁旧空间的内存。
  4. 更新：更新栈上的指针、Size 和 Capacity。

4. 存储特性一览表

特性短字符串 (Short)长字符串 (Long)
存放位置栈 (Stack)堆 (Heap)
内存开销0 额外开销 (利用对象自身空间)随长度动态增长
访问速度更快 (缓存命中率高)稍慢 (需要通过指针跳转)
sizeof(a)固定 (如 24)固定 (如 24)

关键结论

  • sizeof 不变：因为它只看“管理员”占多大地儿。
  • 地址会变：当发生扩容或从小字符串转为长字符串时，数据的内存地址会发生改变。
  • 内存连续：无论在栈还是堆，string 保证内部字符是连续存储的，所以可以用下标 [] 随机访问。

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