C++标准库提供了很多有用的类，但是其中最有用的，可能非 std::string 莫属了。std::string (和 std::wstring) 是一个字符串类，提供了字符串相关的多种操作，包括赋值、比较和修改，在本章中，我们将会一起深入学习字符串类。
注意：我们将C语言中的字符串称为C语言风格字符串，而将 std::string (和 std::wstring 称为字符串)。
"作者注"
注意，本章节的内容稍微有些过时，而且很可能会在将来进行更新。你可以浏览一下本章节，重点关注有关字符串的核心思想和例子。但如果是作为参考文档，专门的参考网站(例如 cppreference) 会使更好的选择，在那里你可以找到更新、更准确的信息。
设计字符串类的初衷
在之前的课程中，我们介绍了C 语言风格字符串，它的本质就是一个字符数组，存放了组成字符串的字符。如果你曾经使用过C风格字符串，你肯定也会觉得它用起来很困难、容易出错而且不容易调试。
C语言风格字符串有很多缺陷，这主要是因为你必须自己管理它的内存。比方说，如果你需要将字符串”hello”赋值到一个缓存中，则你必须首先分配一个长度正确的缓存：
char* strHello { new char[7] };不要忘记在计算长度时多加一个结束符的长度！
然后你需要将值拷贝到这块缓存中：
strcpy(strHello, "hello!");只有当你计算的缓存长度正确时，才不会出现缓冲区溢出。
当然，因为字符串是动态分配的，所以你还必须记得在使用完成后正确地释放它：
delete[] strHello;不要忘记使用数组delete而不是普通delete。
此外，C语言提供的许多用于处理数字的操作符，例如赋值和比较，根本无法用于处理C风格的字符串。有时，这些方法看似有效，但实际上会产生不正确的结果——例如，使用==比较两个C风格字符串时，实际上比较的是两个指针，而非字符串本身。使用operator=将一个C风格字符串赋值给另一个C风格字符串，乍一看似乎可行，但实际上是在进行指针的浅拷贝，这通常不是我们想要的结果。这类事情会导致程序崩溃，而且很难发现和调试！
归根结底，使用C风格字符串需要记住许多关于安全/不安全的规则，记住一堆具有有趣名称的函数，如strcat()和strcmp()，而不是使用直观的操作符，而且还需要进行大量的手动内存管理。
幸运的是，C++和标准库提供了处理字符串的更好的方法：std::string和std::wstring类。通过使用构造函数、析构函数和操作符重载等C++概念，std::string 使我们可以以一种直观和安全的方式创建和操作字符串！不再需要内存管理，不再需要奇怪的函数名，也大大降低了发生问题的可能性。
字符串简介
所有标准库字符串函数都位于头文件中，使用时只需要包含该头文件即可：
#include <string>在字符串头文件中实际上有3个不同的字符串类。第一个是名为basic_string的模板基类：
namespace std
{
template<class charT, class traits = char_traits<charT>, class Allocator = allocator<charT> >
class basic_string;
}我们并不会直接使用这个类，所以暂时不要担心trait或Allocator这些乱七八糟的情况。在几乎所有可以想象到的情况下，默认值就足够了。
标准库提供了两种类型的 basic_string：
namespace std
{
typedef basic_string<char> string;
typedef basic_string<wchar_t> wstring;
}这是你将实际使用的两个类。string用于标准的ASCII和utf-8字符串。wstring用于宽字符/unicode (utf-16)字符串。但是并没有用于utf-32字符串的内置类(不过，如果需要的话，您应该能够从basic_string自己扩展)。
尽管你会直接使用的是std::string和std::wstring，但所有的字符串功能都是在basic_string类中实现的。string和wstring能够直接访问这些功能，因为它们是模板化的。因此，所提供的所有函数都适用于string和wstring。但是，由于basic_string是一个模板化类，这也意味着当你对string或wstring进行语法错误操作时，编译器将产生可怕的模板错误。不要被这些错误吓倒：它们只是看起来比较吓人罢了。
这是string类中所有函数的列表。这些函数中的大多数都有多种变种用于处理不同类型的输入，我们将在接下来的课程中更深入地讨它们的具体用法。
构建和析构
| Function | Effect |
|---|---|
| (constructor) | 创建一个字符串的拷贝 |
| (destructor) | 销毁字符串 |
长度和容量
| Function | Effect |
|---|---|
| capacity() | 在不重新分配内存情况下，能够存放的最多的字符个数 |
| empty() | 返回布尔值表示字符串是否为空字符串 |
| length(), size() | 返回字符串中字符的个数 |
| max_size() | 返回可以分配的最长的字符串大小 |
| reserve() | 扩大或缩小字符串的容量 |
元素访问
| Function | Effect |
|---|---|
[], at() | 使用索引访问字符串中的字符 |
修改字符串
| Function | Effect |
|---|---|
| =, assign() | 字符串赋值 |
| +=, append(), push_back() | 字符串末尾添加 |
| insert() | 在任意索引位置插入 |
| clear() | 删除字符串中的所有字符 |
| erase() | 清除字符 |
| replace() | 替换字符串中的一部分 |
| resize() | 调整字符串大小(在末尾截断或添加) |
| swap() | 交换两个字符串 |
输入输出
| Function | Effect |
|---|---|
>>, getline() | 从输入流中获取输入 |
<< | 将字符串输出到输出流 |
| c_str() | 返回以空字符结尾的C语言风格字符串 |
| copy() | 拷贝字符串内容到字符数组(不包含结束符) |
| data() | 类似c_str()。非const重载，允许写入返回的字符串。 |
字符串比较
| Function | Effect |
|---|---|
==, != | 比较两个字符串（返回布尔值） |
<, <=, > ,>= | 比较两个字符串大小关系（返回布尔值） |
compare() | 比较两个字符串是否相等(返回 -1, 0, 或 1) |
子串和拼接
| Function | Effect |
|---|---|
+ | 连接两个字符串 |
substr() | 返回一个子串 |
搜索
| Function | Effect |
|---|---|
| find() | 搜索字符、子串第一次出现的索引位置 |
| find_first_of() | 找到字符第一次出现的索引位置 |
| find_first_not_of() | 找到第一个不在字符集中的字符出现的位置 |
| find_last_of() | 找到字符集中最后一个字符出现的索引位置 |
| find_last_not_of() | 找到最后一个不在字符集中的字符出现的位置 |
| rfind() | 搜索字符、子串最后一次出现的索引位置 |
迭代器和内存分配
| Function | Effect |
|---|---|
| begin(), end() | 正向迭代器，开头/结尾 |
| get_allocator() | 返回分配器 |
| rbegin(), rend() | 反向迭代器，开头/结尾 |
虽然标准库字符串类提供了很多功能，但有一些明显的遗漏：
- 对于正则表达式的支持；
- 从数字创建字符串的构造函数；
- 大小写字母转换函数；
- 忽略大小写的字符串比较方法；
- 字符串分词(Tokenization)后存入数组；
- 获取字符串左半部分或右半部分的函数；
- 空白移除函数(trimming)；
sprintf风格的字符串格式化函数；- utf-8 和 utf-16 转换。
对于其中的大多数功能，你必须编写自己的函数，或者将字符串转换为C风格的字符串(使用c_str())，并使用提供此功能的C函数。
在接下来的课程中，我们将更深入地研究字符串类的各种功能。尽管我们将在示例中使用string，但所有内容都同样适用于wstring。