一.初步了解STL

STL是Standard Template Library的縮寫，中文譯為標準模板庫，是C++標準庫的重要組成部分。它本質上是一套基于模板的通用編程工具，通過模板技術實現了數據結構和算法的抽象與復用，讓開發者無需重復編寫基礎功能，直接使用標準化的組件來處理數據。

其核心設計思想是泛型編程（Generic Programming），即通過模板讓代碼不依賴于具體數據類型，從而適用于多種場景。

?

?以上是C++標準模板庫（STL）的核心架構圖，清晰呈現其六大組件：

- 容器：如?vector?（動態數組）、?map?（鍵值映射 ），提供多樣數據存儲結構。

- 算法：涵蓋?sort?（排序）、?find?（查找）等，借迭代器操作容器數據。

- 迭代器：像?iterator?（普通迭代）、?reverse_iterator?（反向迭代 ），是容器與算法的“橋梁”。

- 仿函數：以?greater?、?less?為代表，自定義操作邏輯，輔助算法執行。

- 空間配置器：?allocator?負責內存分配與釋放，優化容器內存管理。

- 配接器：如?stack?（棧）、?queue?（隊列），基于基礎容器封裝特定接口，適配不同使用場景。

這些組件相互配合，讓STL成為高效、通用的編程工具，助力開發者快速實現復雜數據處理邏輯。

?

二.初識string

1.STL中的string類

C++ 里的 ?string? 是處理字符串的核心工具，本質是 ?basic_string<char>? 類模板的特化，定義在 ?<string>? 頭文件，位于 ?std? 命名空間。

它解決了 C 語言字符數組（以 ?\0? 結尾）的諸多痛點：無需手動管理內存，自動分配、釋放空間，規避緩沖區溢出等問題；還封裝豐富成員函數，像 ?append?（拼接）、?find?（查找子串 ）、?substr?（提取子串）等，操作便捷。

使用時，需包含頭文件，可通過 ?using namespace std;? 或 ?std::string? 方式引入。構造靈活，支持默認構造（空串）、用 C 風格字符串/其他 ?string? 對象構造，還能指定字符范圍、重復字符構造。

日常開發中，?string? 常用于處理 ASCII 或 UTF - 8 編碼文本，能輕松實現輸入輸出、拼接、查找替換等操作，是高效、安全的字符串處理方案，大幅簡化文本相關編程工作。

?

2.auto和范圍for

早期 C/C++ 中，?auto? 用于修飾具自動存儲的局部變量，后意義弱化。C++11 起，?auto? 變為類型指示符，讓編譯器編譯期推導變量類型 ：

- 指針用 ?auto? 或 ?auto*? 無區別，引用需顯式加 ?&?；

- 同行聲明多變量，類型需一致，因僅推導首個變量類型；

- 可作函數返回值，慎用作參數；

- 無法直接聲明數組 。

使用 auto 有這些注意點：聲明變量必須有初始化值，保證編譯期能明確推導類型；默認推導會忽略引用、const/volatile 修飾，若需保留要顯式寫 auto&、const auto& 等；簡單類型（如 int、double ）直接聲明類型更清晰，復雜場景（模板、迭代器 ）用 auto 提升可讀性。

對于一個有范圍的集合而言，由程序員來說明循環的范圍是多余的，有時候還會容易犯錯誤。因此C++11中引入了基于范圍的for循環。for循環后的括號由冒號“ ：”分為兩部分：第一部分是范圍內用于迭代的變量，第二部分則表示被迭代的范圍，自動迭代，自動取數據，自動判斷結束。
范圍for可以作用到數組和容器對象上進行遍歷
范圍for的底層很簡單，容器遍歷實際就是替換為迭代器。

示例代碼如下：

?以上這段代碼通過 ?Test_String03? 函數演示 C++ 中 ?auto? 類型推導與范圍 for 循環的用法。先利用 ?auto? 推導 ?x?（int 型）、?y?（double 型）并輸出；接著用范圍 for 遍歷數組 ?a?，分別以值傳遞（?auto e? ，輸出原數組元素）、引用傳遞（?auto& e? ，修改元素為 0 后輸出 ）；最后用范圍 for 遍歷 ?string? 對象 ?str? ，逐個輸出字符。右側 VS 調試控制臺呈現各步驟輸出結果，清晰展現 ?auto? 簡化類型聲明、范圍 for 便捷遍歷容器的特性 。

?

3.string類的常用借口

3.1string類對象的常用構造

?以上是?C++ ?string? 類的構造函數說明，展示 7 種初始化方式：

①從默認空串、

②拷貝已有 ?string?，

③到截取子串、

④轉換 C 風格字符串，

⑤還支持用字符填充、

⑥迭代器范圍構造 。

不同構造函數適配多樣場景，幫開發者靈活創建 ?string? 對象。

示例代碼如下：

?以上?C++ 代碼聚焦 ?string? 類構造與賦值操作 。通過 ?Test_String01? 函數，演示多種初始化方式：默認構造 ?s1? 、用字符串字面量構造 ?s2? ，還有拷貝構造（?s3? 拷貝 ?s2? 、?s4? 按范圍拷貝 ?s2? 、?s5? 從指定下標拷貝 ?s2? 子串 ）、基于 C 風格字符串構造（?s6? 拷貝 ?str? 、?s7? 取 ?str? 前 6 字符 ）、用字符填充構造 ?s8? 。輸出驗證構造結果后，展示賦值操作：?s1? 先賦 ?s2? 值，再賦字符串字面量 ?"xyz"? ，最后賦字符 ?'c'? ，完整呈現 ?string? 類靈活的初始化與賦值能力，借助 VS 調試窗口輸出結果，直觀體現代碼邏輯執行效果 。

?

3.2string類對象的容量操作

對于字符串結構的簡單理解：可以認為字符串是存儲字符數組的順序表。

如下圖所示

?定義了 ?my_string? 類，私有成員包含動態字符指針 ?a?，以及記錄長度的 ?size? 和容量的 ?capacity?，為后續實現字符串的動態管理（如內存分配、擴容等）奠定基礎，這些成員是構建自定義字符串類的核心要素 。

string容量操作相關的函數

注意:
?1.?size()與length()方法底層實現原理完全相同，引入size()的原因是為了與其他容器的接口保持一致，一般情況下基本都是用size()。
2.?clear()只是將string中有效字符清空，不改變底層空間大小。
3.?resize(size_t n) 與 resize(size_t n, char c)都是將字符串中有效字符個數改變到n個，不同的是當字符個數增多時：resize(n)用0來填充多出的元素空間，resize(size_t n, char c)用字符c來填充多出的元素空間。注意：resize在改變元素個數時，如果是將元素個數增多，可能會改變底層容量的大小，如果是將元素個數減少，底層空間總大小不變。
4.?reserve(size_t res_arg=0): 為string預留空間，不改變有效元素個數，當reserve的參數小于string的底層空間總大小時，reserve不會改變容量大小。

以下是代碼示例 展示：

?以上代碼聚焦 ?std::string? 的基礎方法實踐。?Test_String04? 函數里，先初始化 ?s1? 為 ?"hello world"? ，通過 ?length?、?size? 確認有效字符數（結果均為 11 ），?capacity? 查看總空間（初始 15 ）。調用 ?resize(20, 'b')? 擴展有效字符到 20 ，多余位置用 ?'b'? 填充，遍歷輸出驗證。接著用 ?s1? 拷貝構造 ?s2? ，?s2.clear()? 清空有效字符（?size? 歸 0 ，但 ?capacity? 保留原空間 31 ），再次輸出 ?size? 和 ?capacity? 體現變化。整個過程清晰展示 ?string? 類管理長度、空間的核心邏輯，借助 VS 調試控制臺輸出，直觀呈現函數調用后的狀態 。

?

3.3string類對象的訪問以及遍歷操作

?示例代碼：?以上代碼展示了C++中字符串(`std::string`)的幾種常見操作方式，包括訪問、修改和遍歷。

1. operator[] 示例：

? ?- 展示了如何使用`[]`運算符訪問和修改字符串中的字符

? ?- 演示了const字符串只能讀取不能修改的特性

?

2. begin + end 示例：

? ?- 使用正向迭代器遍歷字符串

? ?- 通過解引用迭代器修改字符串內容

? ?- 將字符串轉換為大寫

?

3. rbegin + rend 示例：

? ?- 使用反向迭代器遍歷字符串

? ?- 將字符串轉換為小寫

? ?- (注意：代碼中有拼寫錯誤`rand()`應為`rend()`)

?

4. 范圍for循環示例：

? ?- 展示了C++11的范圍for循環語法

? ?- 演示了只讀遍歷和通過引用修改的兩種方式

?

?