Question

可以根据其效果来描述构造函数。由于类的私有部分可能依赖于实现，因此可根据公用接口中可用的数据来描述这些效果。表 F.1 列出了一些方法，它们的返回值可用来描述构造函数和其他方法的效果。注意，其中的大部分术语来自 STL。

表 F.1 一些 string 数据方法

方 法	返 回 值
begin( )	指向字符串第一个字符的迭代器
cbegin( )	一个 const_iterator，指向字符串中的第一个字符（C++11）
end( )	为超尾值的迭代器
cend( )	为超尾值的 const_iterator（C++11）
rbegin( )	为超尾值的反转迭代器
crbegin( )	为超尾值的反转 const_iterator（C++11）
rend( )	指向第一个字符的反转迭代器
crend( )	指向第一个字符的反转 const_iterator（C++11）
size( )	字符串中的元素数，等于 begin( ) 到 end( ) 之间的距离
length( )	与 size( ) 相同
capacity( )	给字符串分配的元素数。这可能大于实际的字符数，capacity( ) – size( ) 的值表示在字符串末尾附加多少字符后需要分配更多的内存
max_size( )	字符串的最大长度
data( )	一个指向数组第一个元素的 const charT指针，其第一个 size( ) 元素等于this 控制的字符串中对应的元素，其下一个元素为 charT 类型的 charT(0) 字符（字符串末尾标记）。当 string 对象本身被修改后，该指针可能无效
c_str( )	一个指向数组第一个元素的 const charT指针，其第一个 size( ) 元素等于this 控制的字符串中对应的元素，其下一个元素是 charT 类型的 charT（0）字符（字符串尾标识）。当 string 对象本身被修改后，该指针可能无效
get_allocator( )	用于为字符串 object 分配内存的 allocator 对象的副本

请注意 begin( )、rend( )、data( ) 和 c_str( ) 之间的差别。它们都与字符串的第一个字符相关，但相关的方式不同。begin( ) 和 rend( ) 方法返回一个迭代器，正如第 16 章讨论的，这是一种广义指针。具体地说，begin( ) 返回一个正向迭代器模型，而 rend( ) 返回反转迭代器的一个副本。这两种方法都引用了 string 对象管理的字符串（由于 string 类使用动态内存分配，因此实际的 string 内容不一定位于对象中，因此，我们使用术语“管理”来描述对象和字符串之间的关系）。可以将返回迭代器的方法用于基于迭代器的 STL 算法中。例如，可以使用 STL reverse( ) 函数来反转字符串的内容：

而 data( ) 和 c_str( ) 方法返回常规指针。另外，返回的指针将指向存储字符串字符的数组的第一个元素。该数组可能（但不一定）是 string 对象管理的字符串的副本（string 对象采用的内部表示可以是数组，但不一定非得是数组）。由于返回的指针可能指向原始数据，而原始数据是 const，因此不能用它们来修改数据。另外，当字符串被修改后，将不能保证这些指针是有效的，这表明它们可能指向原始数据。data( ) 和 c_str( ) 的区别在于，c_str( ) 指向的数组以空值字符（或与之等价的其他字符）结束，而 data( ) 只是确保实际的字符串字符是存在的。因此，c_str( ) 方法期望接受一个 C-风格字符串参数：

同样，data( ) 和 size( ) 可用作这种函数的参数，即接受指向数组元素的指针和表示要处理的元素数目的值：

C++实现可能将 string 对象的字符串表示为动态分配的 C-风格字符串，并使用 char*指针来实现正向迭代器。在这种情况下，实现可能让 begin( )、data( ) 和 c_str( ) 都返回同样的指针，但返回指向 3 个不同的数据对象的引用也是合法的（虽然更复杂）。

在 C++11 中，模板类 basic_string 有 11 个构造函数（在 C++98 中只有 6 个）和一个析构函数：

有些新增的构造函数以不同的方式处理参数。例如，C++98 包含如下复制构造函数：

而 C++11 用三个构造函数取代了它—上述列表中的第 2～4 个，这提高了编码效率。真正新增的只有移动构造函数（使用右值引用的构造函数，这在第 18 章讨论过）以及使用 initializer_list 参数的构造函数。

注意到大多数构造函数构造函数都有一个下面这样的参数：

Allocator 是用于管理内存的 allocator 类的模板参数名；Allocator( ) 是这个类的默认构造函数。因此，在默认情况下，构造函数将使用 allocator 对象的默认版本，但它们使得能够选择使用 allocator 对象的其他版本。下面分别介绍这些构造函数。

F.2.1 默认构造函数

默认构造函数的原型如下：

通常，接受 allocator 类的默认参数，并使用该构造函数来创建空字符串：

调用该默认构造函数后，将存在下面的关系：

• data( ) 方法返回一个非空指针，可以将该指针加上 0；
• size( ) 方法返回 0；
• capacity( ) 的返回值不确定。

将 data( ) 返回的值赋给指针 str 后，第一个条件意味着 str + 0 是有效的。

F.2.2 使用 C-风格字符串的构造函数

使用 C-风格字符串的构造函数让您能够将 string 对象初始化为一个 C-风格字符串；从更普遍的意义上看，它使得能够将 charT 具体化初始化为一个 charT 数组：

为确定要复制的字符数，该构造函数将 traits::length( ) 方法用于 s 指向的数组（s 不能为空指针）。例如，下面的语句使用指定的字符串来初始化 toast 对象：

char 类型的 traits::length( ) 方法将使用空值字符来确定要复制多少个字符。

该构造函数被调用后，将存在下面的关系：

• data( ) 方法返回一个指针，该指针指向数组 s 的一个副本的第一个元素；
• size( ) 方法返回的值等于 trains::length( ) 的值；
• capacity( ) 方法返回一个至少等于 size( ) 的值。

F.2.3 使用部分 C-风格字符串的构造函数

使用部分 C-风格字符串的构造函数让您能够使用 C-风格字符串的一部分来初始化 string 对象；从更广泛的意义上说，该构造函数使得能够使用 charT 数组的一部分来初始化 charT 具体化：

该构造函数将 s 指向的数组中的 n 个字符复制到构造的对象中。请注意，如果 s 包含的字符数少于 n，则复制过程将不会停止。如果 n 大于 s 的长度，该构造函数将把字符串后面的内存内容解释为 charT 类型的数据。

该构造函数要求 s 不能是空值指针，同时 n<npos（npos 是一个静态类常量，它是字符串可能包含的最大元素数目）。如果 n 等于 npos，该构造函数将引发一个 out_of_range 异常（由于 n 的类型为 size_type，而 npos 是 size_type 的最大值，因此 n 不能大于 npos）；否则，在该构造函数被调用后，将存在下面的关系：

• data( ) 方法返回一个指针，该指针指向数组 s 的副本的第一个元素；
• size( ) 方法返回 n；
• capacity( ) 方法返回一个至少等于 size( ) 的值。

F.2.4 使用左值引用的构造函数

复制构造函数类似于下面这样：

它使用一个 string 参数初始化一个新的 string 对象：

其中，ida 将是 mel 管理的字符串副本。

下一个构造函数要求您指定一个分配器：

调用这两个构造函数中的任何一个后，将存在如下关系：

• data( ) 方法返回一个指针，该指针指向分配的数组副本，该数组的第一个元素是 str.data( ) 指向的；
• size( ) 方法返回 str.size() 的值；
• capacity( ) 方法返回一个至少等于 size( ) 的值。

再下一个构造函数让您能够指定多项内容：

第二个参数（pos）指定了源字符串中的位置，将从这个位置开始进行复制：

位置编号从 0 开始，因此，位置 4 是字符 p。所以，et 被初始化为“phone home”。

第 3 个参数 n 是可选的，它指定要复制的最大字符数目，因此下面的语句将 pt 初始化为字符串“phone”：

然而，该构造函数不能跨越源字符串的结尾，例如，下面的语句将在复制句点后停止：

因此，该构造函数实际复制的字符数量等于 n 和 str.size( )-pos 中较小的一个。

该构造函数要求 pos 不大于 str.size( )，也就是说，被复制的初始位置必须位于源字符串中。如果情况并非如此，该构造函数将引发 out_of_range 异常；否则，该构造函数被调用后，copy_len 将是 n 和 str.size( )-pos 中较小的一个，并存在下面的关系：

• data( ) 方法返回一个指向字符串的指针，该字符串包含 copy_len 个元素，这些元素是从 str 的 pos 位置开始复制而得到的；
• size( ) 方法返回 copy_len；
• capacity( ) 方法返回一个不小于 size( ) 的值。

F.2.5 使用右值引用的构造函数（C++11）

C++11 给 string 类添加了移动语义。正如第 18 章介绍的，这意味着添加一个移动构造函数，它使用右值引用而不是左值引用：

在实参为临时对象时将调用这个构造函数：

正如第 18 章讨论的，three 将获取 operator + () 创建的对象的所有权，而不是将该对象复制给 three，再销毁原始对象。

第二个使用右值引用的构造函数让您能够指定分配器：

调用这两个构造函数中的任何一个后，将存在如下关系：

• data( ) 方法返回一个指针，该指针指向分配的数组副本，该数组的第一个元素是 str.data( ) 指向的；
• size( ) 方法返回 str.size() 的值；
• capacity( ) 方法返回一个至少等于 size( ) 的值。

F.2.6 使用一个字符的 n 个副本的构造函数

使用一个字符的 n 个副本的构造函数创建一个由 n 个 c 组成的 string 对象：

该构造函数要求 n<npos。如果 n 等于 npos，该构造函数将引发 out_of_range 异常；否则，该构造函数被调用后，将存在下面的关系：

• data( ) 方法返回一个指向字符串第一个元素的指针，该字符串由 n 个元素组成，其中每个元素的值都为 c；
• size( ) 方法返回 n；
• capacity( ) 方法返回不小于 size( ) 的值。

F.2.7 使用区间的构造函数

使用区间的构造函数使用一个用迭代器定义的、STL-风格的区间：

begin 迭代器指向源字符串中要复制的第一个元素，end 指向要复制的最后一个元素的后面。

这种构造函数可用于数组、字符串或 STL 容器：

在第一种用法中，InputIterator 的类型为 const char *；在第二种用法中，InputIterator 的类型为 vector<char>::iterator。

调用该构造函数后，将存在下面的关系：

• data( ) 方法返回一个指向字符串的第一个元素的指针，该字符串是通过复制区间[begin，end）中的元素得到的；
• size( ) 方法返回 begin 到 end 之间的距离（度量距离时，使用的单位为对迭代器解除引用得到的数据类型的长度）；
• capacity( ) 方法返回一个不小于 size( ) 的值。

F.2.8 使用初始化列表的构造函数（C++11）

这个构造函数接受一个 initializer_list<charT>参数：

可将一个用大括号括起的字符列表作为参数：

这并非初始化 string 的最方便方式，但让 string 的接口类似于 STL 容器类。

initializer_list 类包含成员函数 begin( ) 和 end( )，调用该构造函数的影响与调用使用区间的构造函数相同：

F.2.9 内存杂记

有些方法用于处理内存，如清除内存的内容、调整字符串长度或容量。表 F.2 列出了一些与内存相关的方法。

表 F.2 一些与内存有关的方法

方 法	作 用
void resize(size_type n)	如果 n>npos，将引发 out_of_range 异常；否则，将字符串的长度改为 n，如果 n<size( )，则截短字符串，如果 n>size( )，则使用 charT(0) 中的字符填充字符串
void resize(size_type n, charT c)	如果 n>npos，将引发 out_of_range 异常；否则，将字符串长度改为 n，如果 n<size( )，则截短字符串，如果 n>size( )，则使用字符 c 填充字符串
void reserve(size_type res_arg = 0)	将 capacity( ) 设置为大于或等于 res_arg。由于这将重新分配字符串，因此以前的引用、迭代器和指针将无效
void shrink_to_fit( )	请求让 capacity( ) 的值与 size( ) 相同，这是 C++11 新增的
void clear( ) noexcept	删除字符串中所有的字符
bool empty( )const noexcept	如果 size( )==0，则返回 true