[C/C++]string类常用接口介绍及模拟实现string类，C/C++中string类的常用接口介绍与模拟实现概述

摘要：本文介绍了C/C++中string类的常用接口，包括构造函数、赋值操作、字符串拼接、字符串截取、字符串查找、字符串替换等。文章还通过模拟实现的方式，详细阐述了string类的内部实现原理，帮助读者深入理解string类的运作机制。通过学习和掌握这些常用接口及其实现原理，读者能够更加高效地使用string类进行字符串处理。

在C语言中，字符串是一系列以'\0'结尾的字符，为了方便操作，C标准库提供了一些str系列的库函数，但这些库函数与字符串是分离的，不符合面向对象编程（OOP）的思想，底层的内存空间需要用户自行管理，稍不注意可能会出现越界访问的问题。

C++中的string类是一个泛型类，由模板实例化而来的标准类，本质上并不是一个标准数据类型，为了支持多语言，尤其是包含非常规ASCII字符的语言，string类需要支持不同的编码方式。

补充说明：

1、string类表示字符串的容器类。

2、该类接口与常规容器的接口基本相同，并添加了一些专门用于操作string的特殊方法。

3、string实际上是basic_string模板类的别名，即typedef basic_string string。

4、string类不支持直接操作多字节或变长字符的序列。

5、使用string类时，必须包含<string>头文件并声明使用std命名空间。

二：string类的常用接口

string类对象的常见构造

string()构造一个空的string类对象。

string(const char* s)使用C-style字符串s来构造string对象。

string(size_t n, char c)构造一个包含n个字符c的string对象。

string(const string& s)拷贝构造函数，用于创建一个已存在string对象的副本。

代码演示：

void test_string1() {
    string s1;                 // 构造空string对象
    string s2("hello");        // 使用C-style字符串构造string对象
    string s3(10, 'x');       // 构造一个包含10个'x'字符的string对象
    string s4(s2);            // 通过拷贝构造函数创建s2的副本
}

string类对象的容量操作

size()返回字符串中有效字符的数量（与length()功能相同）。

capacity()返回底层字符数组的空间大小。

empty()检测字符串是否为空。

clear()清空字符串中的有效字符，但不改变底层空间的大小。

reserve()为字符串预留空间。

resize()改变字符串中有效字符的数量，可以用特定的字符填充多余的空间。

注意事项：

size()和length()的功能相同，引入size()是为了与其他容器接口保持一致，通常使用size()。

clear()只是清空有效字符，不影响底层空间的大小。

resize()可以改变字符串的有效字符数量，当字符数量增多时，可以用指定的字符填充多余的空间；当字符数量减少时，底层空间总大小不变。

reserve()用于为string预留空间，但不改变有效元素的数量，当预留的空间小于当前底层空间时，reserve()不会改变容量。

补充：resize和reserve方法是为了在已知数据大小的情况下避免多次扩容，从而减小开销。

代码演示（部分）：

void test_string2() {
    string s1("hello"); 
    // 此时size和length都是5
    // ... 其他操作 ... 
}