源码分析C++的string的实现

abfdada 2020-08-26

我们平时使用C++开发过程中或多或少都会使用std::string,但您了解string具体是如何实现的吗,这里程序喵给大家从源码角度分析一下。

读完本文相信您可以回答以下问题:

string的常见的实现方式有几种?

  string类的内部结构是什么样子?

  string内部使用的内存是如何分配管理的?

  string是如何拷贝构造,如何析构的,有引用计数的概念吗?

  string的data()和c_str()函数有什么区别?

  std::to_string()是如何实现的?

常见的string实现方式有两种,一种是深拷贝的方式,一种是COW(copy on write)写时拷贝方式,以前多数使用COW方式,但由于目前多线程使用越来越多,COW技术在多线程中会有额外的性能恶化,所以现在多数使用深拷贝的方式,但了解COW的技术实现还是很有必要的。

这里会对这两种方式都进行源码分析,正文内容较少,更多内容都在源码的注释中。

string的内容主要在gcc源码的三个文件中:<string>、<basic_string.h>、<basic_string.tcc>

在分析前先介绍下string或者C++ stl中几个基本的概念:

  •  size: 表示真实数据的大小,一般resize函数改变的就是这个值。
  •  capacity:表示内部实际已经分配的内存大小,capacity一定大于等于size,当size超过这个容量时会触发重新分配机制,一般reserve函数改变的就是这个值。

深拷贝下string的实现

<string>文件中有如下代码:

// file: string  

using string = basic_string<char>; 

这里可以看到string其实真实的样子是basic_string,这里可以看下basic_string真实的结构:

template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


class basic_string {  


   // Use empty-base optimization: http://www.cantrip.org/emptyopt.html  


   struct _Alloc_hider : allocator_type  // TODO check __is_final  


  {  


       _Alloc_hider(pointer __dat, const _Alloc& __a) : allocator_type(__a), _M_p(__dat) {}  


       _Alloc_hider(pointer __dat, _Alloc&& __a = _Alloc()) : allocator_type(std::move(__a)), _M_p(__dat) {}  


       /**  


        * _M_p指向实际的数据  


        */  


       pointer _M_p;  // The actual data.  


  };  


   _Alloc_hider _M_dataplus;  

   /** 

     * 真实数据的长度,等价于前面介绍的STL中的size  


    */  


   size_type _M_string_length;  


   enum { _S_local_capacity = 15 / sizeof(_CharT) };  


   /**  


    * 这里有个小技巧,用了union  


    * 因为使用_M_local_buf时候不需要关注_M_allocated_capacity  


    * 使用_M_allocated_capacity时就不需要关注_M_local_buf  


    * 继续向下看完您就会明白。  


    */  


   union {  


       _CharT _M_local_buf[_S_local_capacity + 1];  


       /**  


        * 内部已经分配的内存的大小,等价于前面介绍的STL中的capacity  


        */  


       size_type _M_allocated_capacity;  


  };  

}; 

从这里可以看见整个basic_string的结构如图:

源码分析C++的string的实现

看下面代码:

string str; 

这段代码会调用普通构造函数,对应的源码实现如下:

basic_string() : _M_dataplus(_M_local_data()) { _M_set_length(0); } 

而_M_local_data()的实现如下:

const_pointer _M_local_data() const {  


   return std::pointer_traits<const_pointer>::pointer_to(*_M_local_buf);  

} 

这里可以看见M_dataplus表示实际存放数据的地方,当string是空的时候,其实就是指向M_local_buf,且_M_string_length是0。

当由char*构造string时,构造函数如下:

basic_string(const _CharT* __s, size_type __n, const _Alloc& __a = _Alloc()) : _M_dataplus(_M_local_data(), __a) {  


   _M_construct(__s, __s + __n);  

} 

首先让M_dataplus指向local_buf,再看下M_construct的实现,具体分析可以看下我代码中添加的注释:

/***  


* _M_construct有很多种不同的实现,不同的迭代器类型有不同的优化实现,  


* 这里我们只需要关注一种即可,整体思路是相同的。  


*/  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


template <typename _InIterator>  


void basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_M_construct(_InIterator __beg, _InIterator __end,  


                                                        std::input_iterator_tag) {    size_type __len = 0;  


  size_type __capacity = size_type(_S_local_capacity);  


  // 现在__capacity是15,注意这个值等会可能会改变  

  while (__beg != __end && __len < __capacity) { 

       _M_data()[__len++] = *__beg;  

      ++__beg; 

   }  


  /** 现在_M_data()指向的是_M_local_buf  


    * 上面最多会拷贝_S_local_capacity即15个字节,继续往下看,  


    * 当超过_S_local_capacity时会重新申请一块堆内存,_M_data()会去指向这块新内存  


    */  


  __try {  


      while (__beg != __end) {  


          if (__len == __capacity) {  

              /** 

                 * 就是在这里,当string内capacity不够容纳len个字符时,会使用_M_create去扩容  


                * 这里你可能会有疑惑,貌似每次while循环都会去重新使用_M_create来申请多一个字节的内存  


                * 但其实不是,_M_create的第一个参数的传递方式是引用传递,__capacity会在内部被修改,稍后会分析  


                */  


              __capacity = __len + 1;  


              pointer __another = _M_create(__capacity, __len);  


              /**  


                * 把旧数据拷贝到新的内存区域,_M_data()指向的是旧数据,__another指向的是新申请的内存  


                */  


              this->_S_copy(__another, _M_data(), __len);  


              /**  

                * __M_dispose() 

                 * 释放_M_data()指向的旧数据内存,如果是_M_local_buf则不需要释放,稍后分析  


                */  


              _M_dispose();  


              /**  


                * _M_data()  


                * 内部的指向内存的指针指向这块新申请的内存__another,它的实现其实就是  


                * void _M_data(pointer __p) { _M_dataplus._M_p = __p; }  


                */  


              _M_data(__another);  


              /**  


                * _M_allocated_capacity设置为__capacity  

                * 实现为 void _M_capacity(size_type __capacity) { _M_allocated_capacity = __capacity; } 

                 */  


              _M_capacity(__capacity);  


          }  


          _M_data()[__len++] = *__beg;  


          ++__beg;  


      }  


  }  


  __catch(...) {  


      /**  


        * 异常发生时,避免内存泄漏,会释放掉内部申请的内存  


        */  


      _M_dispose();  


      __throw_exception_again;  


  }  


  /**  


    * 最后设置string的长度为__len  


    * 实现为void _M_length(size_type __length) { _M_string_length = __length; }  


    */  


  _M_set_length(__len);  

} 

再分析下内部的内存申请函数_M_create:

/**  


* @brief _M_create表示申请新内存  


* @param __capacity 想要申请的内存大小,注意这里参数传递方式是引用传递,内部会改变其值  


* @param __old_capacity 以前的内存大小  


*/  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


typename basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::pointer basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_M_create(  


  size_type& __capacity, size_type __old_capacity) {  


  /**  


    * max_size()表示标准库容器规定的一次性可以分配到最大内存大小  


    * 当想要申请的内存大小最大规定长度时,会抛出异常  


    */  


  if (__capacity > max_size()) std::__throw_length_error(__N("basic_string::_M_create"));  


  /**  


    * 这里就是常见的STL动态扩容机制,其实常见的就是申请为__old_capacity的2倍大小的内存,最大只能申请max_size()  


    * 注释只是说了常见的内存分配大小思想,不全是下面代码的意思,具体可以直接看下面这几行代码哈  


    */  


  if (__capacity > __old_capacity && __capacity < 2 * __old_capacity) {  


      __capacity = 2 * __old_capacity;  


      // Never allocate a string bigger than max_size.  


      if (__capacity > max_size()) __capacity = max_size();  


  }  


  /**  


    * 使用内存分配子去分配__capacity+1大小的内存,+1是为了多存储个\0  


    */  


  return _Alloc_traits::allocate(_M_get_allocator(), __capacity + 1);  

} 

再分析下内部的内存释放函数_M_dispose函数:

/**  


* 如果当前指向的是本地内存那15个字节,则不需要释放  


* 如果不是,则需要使用_M_destroy去释放其指向的内存  


*/  


void _M_dispose() {  


  if (!_M_is_local()) _M_destroy(_M_allocated_capacity);  


}  


/**  


* 判断下当前内部指向的是不是本地内存  


* _M_local_data()即返回_M_local_buf的地址  


*/  


bool _M_is_local() const { return _M_data() == _M_local_data(); }  


void _M_destroy(size_type __size) throw() {  


  _Alloc_traits::deallocate(_M_get_allocator(), _M_data(), __size + 1);  

} 

再分析下basic_string的拷贝构造函数:

/**  


* basic_string的拷贝构造函数  


* 其实就是每次都做一次深拷贝  


*/  


basic_string(const basic_string& __str)  


  : _M_dataplus(_M_local_data(), _Alloc_traits::_S_select_on_copy(__str._M_get_allocator())) {  


  _M_construct(__str._M_data(), __str._M_data() + __str.length());  

} 

再分析下basic_string的赋值构造函数:

/**  


* 赋值构造函数,调用了assign函数  


*/  


basic_string& operator=(const basic_string& __str) { return this->assign(__str); }  


/**  


* 调用了_M_assign函数  


*/  


basic_string& assign(const basic_string& __str) {  


  this->_M_assign(__str);  


  return *this;  


}  


/**  


* 赋值的核心函数  


*/  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


void basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_M_assign(const basic_string& __str) {  


  if (this != &__str) {  


      const size_type __rsize = __str.length();  


      const size_type __capacity = capacity();  


      /**  


        * 如果capacity不够用,需要进行重新分配  


        */  


      if (__rsize > __capacity) {  


          size_type __new_capacity = __rsize;  


          pointer __tmp = _M_create(__new_capacity, __capacity);  


          _M_dispose();  


          _M_data(__tmp);  


          _M_capacity(__new_capacity);  


      }  


      /**  


        * 将__str指向的内存拷贝到当前对象指向的内存上  


        */  


      if (__rsize) this->_S_copy(_M_data(), __str._M_data(), __rsize);  


      _M_set_length(__rsize);  


  }  


}  

再分析下移动构造函数:

/**  


* 移动构造函数,其实就是把src指向的内存移动到了dst种  


*/  


basic_string(basic_string&& __str) noexcept : _M_dataplus(_M_local_data(), std::move(__str._M_get_allocator())) {  


  if (__str._M_is_local()) {  


      traits_type::copy(_M_local_buf, __str._M_local_buf, _S_local_capacity + 1);  


  } else {  


      _M_data(__str._M_data());  


      _M_capacity(__str._M_allocated_capacity);  


  }  


  // Must use _M_length() here not _M_set_length() because  


  // basic_stringbuf relies on writing into unallocated capacity so  


  // we mess up the contents if we put a '\0' in the string.  


  _M_length(__str.length());  


  __str._M_data(__str._M_local_data());  


  __str._M_set_length(0);  

} 

移动赋值函数和移动构造函数类似,就不作过多分析啦。

COW方式下string的实现

先看下部分源代码了解下COW的basic_string的结构:

template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


class basic_string {  


  private:  


  struct _Rep_base {  


      /**  


        * string实际数据的大小  


        * 字符串真正存储的是正常字符串数据加上一个\0,真正的长度其实是_M_length+1  


        */  


      size_type _M_length;  


      /**  


        * string当前已经分配了的内存大小  


        * _M_capacity一定不小于_M_length,内存分配总是以_M_capacity+1为单位  


        */  


      size_type _M_capacity;  


      /**  


        * _M_refcount表示string的引用计数,取值可以分为三种:  


        * -1:可能内存泄漏,有一个变量指向字符串,字符串可以被更改,不允许拷贝,当  


        * _M_refcount为-1时,表示这个string对象不会再和其它string对象共享啦。  


        * 0:有一个变量指向字符串,字符串可以被更改。  


        * n>=1:有n+1个变量指向字符串,对该字符串操作时应该加锁,字符串不可以被更改。  


        */  

      _Atomic_word _M_refcount; 

   };  


  /**  


    * _Rep继承自_Rep_base  


    * 主要目的就是继承_Rep_base的三个成员_M_length、_M_capacity、_M_refcount  


    */  


  struct _Rep : _Rep_base {  


      // Types:  


      typedef typename _Alloc::template rebind<char>::other _Raw_bytes_alloc;  


      static const size_type _S_max_size;  


      static const _CharT _S_terminal; // \0  


      static size_type _S_empty_rep_storage[]; // 这里大小不是0,稍后分析  


      static _Rep& _S_empty_rep() _GLIBCXX_NOEXCEPT {  


          // NB: Mild hack to avoid strict-aliasing warnings. Note that  


          // _S_empty_rep_storage is never modified and the punning should  


          // be reasonably safe in this case.  


          void* __p = reinterpret_cast<void*>(&_S_empty_rep_storage);  


          return *reinterpret_cast<_Rep*>(__p);  


      }  


  };  


  // Use empty-base optimization: http://www.cantrip.org/emptyopt.html  


  struct _Alloc_hider : _Alloc {  


      _Alloc_hider(_CharT* __dat, const _Alloc& __a) _GLIBCXX_NOEXCEPT : _Alloc(__a), _M_p(__dat) {}  


      _CharT* _M_p; // The actual data,这里的_M_p指向存储实际数据的对象地址  


  };  


  public:  


  static const size_type npos = static_cast<size_type>(-1); // 0xFFFFFFFF  


  private:  


  /**  


    * _M_dataplus是basic_string内部唯一的一个成员变量,  


    * 内部有个_M_p成员,指向存储实际的数据的对象,是_Rep对象的指针  


    */  


  mutable _Alloc_hider _M_dataplus;  

}; 

具体分析可以看代码中注释,可以分析出COW的string结构如图:

源码分析C++的string的实现

前面程序喵分析过深拷贝方式下string的局部内存为M_local_buf,那COW下string的S_empty_rep_storage是什么样子呢?直接看源代码:

// Linker sets _S_empty_rep_storage to all 0s (one reference, empty string)  


// at static init time (before static ctors are run).  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


typename basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::size_type basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep::  

  _S_empty_rep_storage[(sizeof(_Rep_base) + sizeof(_CharT) + sizeof(size_type) - 1) / sizeof(size_type)]; 

再分析下构造函数:

/**  


* 使_M_dataplus指向_S_construct函数返回的内存  


*/  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::basic_string(const _CharT* __s, size_type __n, const _Alloc& __a)  


  : _M_dataplus(_S_construct(__s, __s + __n, __a), __a) {}  


/**  


* 返回一段内存,这段内存可以是本地空字符的内存,也可以是内存分配单元分配的内存  


*/  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


template <typename _InIterator>  


_CharT* basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_S_construct(_InIterator __beg, _InIterator __end, const _Alloc& __a,  


                                                          input_iterator_tag) {  


#if _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING == 0  


  if (__beg == __end && __a == _Alloc()) return _S_empty_rep()._M_refdata();  


#endif  


  // Avoid reallocation for common case.  


  _CharT __buf[128];  


  size_type __len = 0;  


  while (__beg != __end && __len < sizeof(__buf) / sizeof(_CharT)) {  


      __buf[__len++] = *__beg;  


      ++__beg;  


  }  


  /**  


    * len < 128字节时,分配len字节  


    * 否则,以128为单位,每次扩容2倍大小  


    * 稍后相信分析  


    */  


  _Rep* __r = _Rep::_S_create(__len, size_type(0), __a);  


  /**  


    * 将__buf指向的内存拷贝到数据真实存放的地址,_M_refdata()指向数据真实存放的地址  


    * _M_refdata()函数实现如下,可以通过上面画的string结构图分析:  


    * _CharT* _M_refdata() throw() { return reinterpret_cast<_CharT*>(this + 1); }  


    * this+1就是数据真正的地址,这里的1代表sizeof(_Rep)  


    */  


  _M_copy(__r->_M_refdata(), __buf, __len);  

  __try { 

       /**  


        * 这里的扩容机制和上面介绍的相同,这里就不过多介绍  


        */  


      while (__beg != __end) {  


          if (__len == __r->_M_capacity) {  


              // Allocate more space.  


              _Rep* __another = _Rep::_S_create(__len + 1, __len, __a);  


              _M_copy(__another->_M_refdata(), __r->_M_refdata(), __len);  


              __r->_M_destroy(__a);  

              __r = __another; 

           }  


          __r->_M_refdata()[__len++] = *__beg;  


          ++__beg;  

      } 

  }  


  __catch(...) {  


      __r->_M_destroy(__a);  


      __throw_exception_again;  


  }  


  /**  


    * 设置string的长度,同时设置该string是可共享的,稍后分析  


    */  


  __r->_M_set_length_and_sharable(__len);  


  return __r->_M_refdata();  

} 

再看下string内部_M_create是如何申请内存的

template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


typename basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep* basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep::_S_create(  


  size_type __capacity, size_type __old_capacity, const _Alloc& __alloc) {  


  if (__capacity > _S_max_size) __throw_length_error(__N("basic_string::_S_create"));  


  /**  


    * __pagesize是页的大小,每次内存分配的最小单位  


    * __malloc_header_zize是malloc分配内存额外需要的空间,存储内存实际的长度信息  


    */  


  const size_type __pagesize = 4096;  


  const size_type __malloc_header_size = 4 * sizeof(void*);  


  /**  


    * 每次两倍扩容  


    */  


  if (__capacity > __old_capacity && __capacity < 2 * __old_capacity) __capacity = 2 * __old_capacity;  


  /**  


    * 看了前面的结构图您应该就能明白为什么是这么计算,这里的+1是存储字符串的结束符  


    */  


  size_type __size = (__capacity + 1) * sizeof(_CharT) + sizeof(_Rep);  


  /**  


    * 因为内存是以页为基本单位分配的,所以这里做了一些优化,保证分配内存的大小是内存页的整数倍  


    */  


  const size_type __adj_size = __size + __malloc_header_size;  


  if (__adj_size > __pagesize && __capacity > __old_capacity) {  


      const size_type __extra = __pagesize - __adj_size % __pagesize;  


      __capacity += __extra / sizeof(_CharT);  


      // Never allocate a string bigger than _S_max_size.  


      if (__capacity > _S_max_size) __capacity = _S_max_size;  


      __size = (__capacity + 1) * sizeof(_CharT) + sizeof(_Rep);  


  }  


  // NB: Might throw, but no worries about a leak, mate: _Rep()  


  // does not throw.  


  void* __place = _Raw_bytes_alloc(__alloc).allocate(__size);  


  /**  


    * 这里是placement new,表示在__place内存位置处调用_Rep构造函数  


    */  


  _Rep* __p = new (__place) _Rep;  


  __p->_M_capacity = __capacity;  


  /**  


    * 设置其可共享,实现如下  


    * void _M_set_sharable() _GLIBCXX_NOEXCEPT { this->_M_refcount = 0; }  


    */  


  __p->_M_set_sharable();  


  return __p;  


}  


这里有关于malloc的知识点可以看我之前写的文章:xxx前面Rep有个_M_set_length_and_sharable方法,看下它的源码:  


/**  


 * 如果当前内存指向地址是本地内存则什么都不做,否则  


 * 设置长度为n  


 * 设置其可共享,其实就是设置引用计数为0  


 * 同时在最后添加一个结束符\0  


 */  


void _M_set_length_and_sharable(size_type __n) _GLIBCXX_NOEXCEPT {  


#if _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING == 0  


    if (__builtin_expect(this != &_S_empty_rep(), false))  


#endif  

    { 

        this->_M_set_sharable();  // One reference.  


        this->_M_length = __n;  


        traits_type::assign(this->_M_refdata()[__n], _S_terminal); 


    }  


}  

void _M_set_sharable() _GLIBCXX_NOEXCEPT { this->_M_refcount = 0; } 

COW版本主要就是为了避免过多的拷贝,这里看下string的拷贝构造函数:

/**  


 * 这里是string的构造函数,主要是调用_Rep的_M_grab函数  


 */  


basic_string(const basic_string& __str, const _Alloc& __a)  


    : _M_dataplus(__str._M_rep()->_M_grab(__a, __str.get_allocator()), __a) {}  


/**  


 * 前面已经介绍过为什么+1,这里您应该就知道为什么-1啦  


 */  


_Rep* _M_rep() const _GLIBCXX_NOEXCEPT { return &((reinterpret_cast<_Rep*>(_M_data()))[-1]); }  


/**  


 * _M_grab函数决定是将引用计数+1还是拷贝一份  


 * 如果_M_is_leaked()表示不可以共享,则需要拷贝一份  


 */  


_CharT* _M_grab(const _Alloc& __alloc1, const _Alloc& __alloc2) {  


    return (!_M_is_leaked() && __alloc1 == __alloc2) ? _M_refcopy() : _M_clone(__alloc1);  


}  


/**  


 * 如果引用计数小于0,则为true,前面有过约定  


 */  


bool _M_is_leaked() const _GLIBCXX_NOEXCEPT {  


#if defined(__GTHREADS)  


    // _M_refcount is mutated concurrently by _M_refcopy/_M_dispose,  


    // so we need to use an atomic load. However, _M_is_leaked  


    // predicate does not change concurrently (i.e. the string is either  


    // leaked or not), so a relaxed load is enough.  


    return __atomic_load_n(&this->_M_refcount, __ATOMIC_RELAXED) < 0;  


#else  


    return this->_M_refcount < 0;  


#endif  


}  


/**  


 * 引用拷贝,其实就是引用计数+1  


 */  


_CharT* _M_refcopy() throw() {  


#if _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING == 0  


    if (__builtin_expect(this != &_S_empty_rep(), false))  


#endif  


        __gnu_cxx::__atomic_add_dispatch(&this->_M_refcount, 1);  


    return _M_refdata();  


}  // XXX MT    


/**  


 * 深拷贝  


 */  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


_CharT* basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep::_M_clone(const _Alloc& __alloc, size_type __res) {  


    // Requested capacity of the clone.  


    const size_type __requested_cap = this->_M_length + __res;  


    _Rep* __r = _Rep::_S_create(__requested_cap, this->_M_capacity, __alloc);  


    if (this->_M_length) _M_copy(__r->_M_refdata(), _M_refdata(), this->_M_length);  


    __r->_M_set_length_and_sharable(this->_M_length);  


    return __r->_M_refdata();  


}  


再分析下string的析构函数:  


/**  


 * string的析构函数,调用了_M_dispose函数  


 */  


~basic_string() _GLIBCXX_NOEXCEPT { _M_rep()->_M_dispose(this->get_allocator()); }  


/**  


 * 将引用计数-1,如果引用计数 <= 0,则释放内存  


 */  


void _M_dispose(const _Alloc& __a) _GLIBCXX_NOEXCEPT {  


#if _GLIBCXX_FULLY_DYNAMIC_STRING == 0  


    if (__builtin_expect(this != &_S_empty_rep(), false))  


#endif  


    {  

        // Be race-detector-friendly.  For more info see bits/c++config. 

         _GLIBCXX_SYNCHRONIZATION_HAPPENS_BEFORE(&this->_M_refcount);  


        if (__gnu_cxx::__exchange_and_add_dispatch(&this->_M_refcount, -1) <= 0) {  


            _GLIBCXX_SYNCHRONIZATION_HAPPENS_AFTER(&this->_M_refcount);  


            _M_destroy(__a);  


        }  


    }  


}  // XXX MT  


template <typename _CharT, typename _Traits, typename _Alloc>  


void basic_string<_CharT, _Traits, _Alloc>::_Rep::_M_destroy(const _Alloc& __a) throw() {  


    const size_type __size = sizeof(_Rep_base) + (this->_M_capacity + 1) * sizeof(_CharT);  


    _Raw_bytes_alloc(__a).deallocate(reinterpret_cast<char*>(this), __size);  

} 

data()和c_str()的区别

我们以前学习工作过程中都知道str有data和c_str函数,看资料都说它们的区别是一个带\0结束符,一个不带。这里看下源码:

const _CharT* c_str() const _GLIBCXX_NOEXCEPT { return _M_data(); }  

const _CharT* data() const _GLIBCXX_NOEXCEPT { return _M_data(); } 

这里可以看见它俩没有任何区别,因为\0结束符其实在最开始构造string对象的时候就已经添加啦。

to_string是怎么实现的?

这里直接看代码:

inline string to_string(int __val) {  


    return __gnu_cxx::__to_xstring<string>(&std::vsnprintf, 4 * sizeof(int), "%d", __val);  


}  


inline string to_string(unsigned __val) {  


    return __gnu_cxx::__to_xstring<string>(&std::vsnprintf, 4 * sizeof(unsigned), "%u", __val);  


}  


inline string to_string(long __val) {  


    return __gnu_cxx::__to_xstring<string>(&std::vsnprintf, 4 * sizeof(long), "%ld", __val);  


}  


template <typename _String, typename _CharT = typename _String::value_type>  


_String __to_xstring(int (*__convf)(_CharT*, std::size_t, const _CharT*, __builtin_va_list), std::size_t __n,  


                     const _CharT* __fmt, ...) {  


    // XXX Eventually the result should be constructed in-place in  


    // the __cxx11 string, likely with the help of internal hooks.  


    _CharT* __s = static_cast<_CharT*>(__builtin_alloca(sizeof(_CharT) * __n));  


    __builtin_va_list __args;  


    __builtin_va_start(__args, __fmt);  


    const int __len = __convf(__s, __n, __fmt, __args);  


    __builtin_va_end(__args);  


    return _String(__s, __s + __len);  

} 

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