std::basic_string

在标头 `<string>` 定义
template< class CharT, class Traits = std::char_traits<CharT>, class Allocator = std::allocator<CharT> > class basic_string;	(1)
namespace pmr { template< class CharT, class Traits = std::char_traits<CharT> > using basic_string = std::basic_string<CharT, Traits, std::pmr::polymorphic_allocator<CharT>>; }	(2)	(C++17 起)

类模板 basic_string 存储和处理字符式对象的序列，这种对象是满足平凡类型 (TrivialType) 和标准布局类型 (StandardLayoutType) 的非数组对象。该类既不依赖字符类型，也不依赖该类型上的原生操作。操作的定义通过 Traits 模板形参（std::char_traits 的特化或兼容的特征类）提供。

basic_string 的元素是连续存储的，即对于 basic_string s，对 [0, s.size()) 中的任意 n 有 &*(s.begin() + n) == &*s.begin() + n，或等价地，指向 s[0] 的指针能传递给期待指向 CharT 的空终止 (C++11 起)数组首元素指针的函数。

std::basic_string 满足知分配器容器 (AllocatorAwareContainer) （但不使用定制的 construct/destroy 构造/析构元素）、序列容器 (SequenceContainer) 及连续容器 (ContiguousContainer) (C++17 起)的要求。

如果 Traits::char_type 或者 Allocator::char_type 与 CharT 不同，那么程序非良构。

std::basic_string 的成员函数是 constexpr 的：可以在常量表达式的求值中创建并使用 std::string 对象。

然而，std::string 对象通常不能是 constexpr 的，因为任何动态分配的存储都必须在同一常量表达式求值内释放。

(C++20 起)

提供数个对于常用字符类型的 typedef：

在标头 `<string>` 定义
类型	定义
std::string	std::basic_string<char>
std::wstring	std::basic_string<wchar_t>
std::u8string (C++20)	std::basic_string<char8_t>
std::u16string (C++11)	std::basic_string<char16_t>
std::u32string (C++11)	std::basic_string<char32_t>
std::pmr::string (C++17)	std::pmr::basic_string<char>
std::pmr::wstring (C++17)	std::pmr::basic_string<wchar_t>
std::pmr::u8string (C++20)	std::pmr::basic_string<char8_t>
std::pmr::u16string (C++17)	std::pmr::basic_string<char16_t>
std::pmr::u32string (C++17)	std::pmr::basic_string<char32_t>

模板形参

CharT	-	字符类型
Traits	-	指定字符类型上操作的特性类
Allocator	-	用于分配内部存储的分配器 (Allocator) 类型

成员类型

成员类型定义

traits_type Traits

value_type CharT

allocator_type Allocator

size_type

`Allocator::size_type`	(C++11 前)
std::allocator_traits<Allocator>::size_type	(C++11 起)

difference_type

Allocator::difference_type	(C++11 前)
std::allocator_traits<Allocator>::difference_type	(C++11 起)

reference value_type&

const_reference const value_type&

pointer

`Allocator::pointer`	(C++11 前)
std::allocator_traits<Allocator>::pointer	(C++11 起)

const_pointer

`Allocator::const_pointer`	(C++11 前)
std::allocator_traits<Allocator>::const_pointer	(C++11 起)

iterator

指向 `value_type` 的老式随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 及老式连续迭代器 (LegacyContiguousIterator)	(C++20 前)
指向 `value_type` 的老式随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 、`contiguous_iterator` 及常量表达式迭代器 (ConstexprIterator)	(C++20 起)

const_iterator

指向 const value_type 的老式随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 及老式连续迭代器 (LegacyContiguousIterator)	(C++20 前)
指向 const value_type 的老式随机访问迭代器 (LegacyRandomAccessIterator) 、`contiguous_iterator` 及常量表达式迭代器 (ConstexprIterator)	(C++20 起)

reverse_iterator std::reverse_iterator<iterator>

const_reverse_iterator std::reverse_iterator<const_iterator>

成员函数

(构造函数)	构造 `basic_string` (公开成员函数)
(析构函数)	销毁字符串，若使用了内部存储则解分配之 (公开成员函数)
operator=	为字符串赋值 (公开成员函数)
assign	赋值字符给字符串 (公开成员函数)
assign_range (C++23)	赋值范围内的字符到字符串 (公开成员函数)
get_allocator	返回关联的分配器 (公开成员函数)
元素访问
at	访问指定字符，有边界检查 (公开成员函数)
operator[]	访问指定字符 (公开成员函数)
front (DR*)	访问首字符 (公开成员函数)
back (DR*)	访问最后的字符 (公开成员函数)
data	返回指向字符串首字符的指针 (公开成员函数)
c_str	返回字符串的不可修改的标准 C 字符数组版本 (公开成员函数)
operator basic_string_view (C++17)	返回到整个字符串的不可修改的 `basic_string_view` (公开成员函数)
迭代器
begincbegin (C++11)	返回指向起始的迭代器 (公开成员函数)
end cend (C++11)	返回指向末尾的迭代器 (公开成员函数)
rbegin crbegin (C++11)	返回指向起始的逆向迭代器 (公开成员函数)
rend crend (C++11)	返回指向末尾的逆向迭代器 (公开成员函数)
容量
empty	检查字符串是否为空 (公开成员函数)
sizelength	返回字符数 (公开成员函数)
max_size	返回字符数的最大值 (公开成员函数)
reserve	预留存储 (公开成员函数)
capacity	返回当前对象分配的存储空间能保存的字符数量 (公开成员函数)
shrink_to_fit	通过释放不使用内存减少内存使用 (公开成员函数)
修改器
clear	清除内容 (公开成员函数)
insert	插入字符 (公开成员函数)
insert_range (C++23)	插入范围内的字符 (公开成员函数)
erase	移除字符 (公开成员函数)
push_back	后附字符到结尾 (公开成员函数)
pop_back (DR*)	移除末尾字符 (公开成员函数)
append	后附字符到结尾 (公开成员函数)
append_range (C++23)	后附范围内的字符到结尾 (公开成员函数)
operator+=	后附字符到结尾 (公开成员函数)
replace	替换字符串的指定部分 (公开成员函数)
replace_with_range (C++23)	以范围中的字符替换字符串的指定部分 (公开成员函数)
copy	复制字符 (公开成员函数)
resize	更改存储的字符数 (公开成员函数)
resize_and_overwrite (C++23)	更改存储的字符数并可能经由用户提供的操作重写不确定的内容 (公开成员函数)
swap	交换内容 (公开成员函数)
查找
find	寻找给定子串的首次出现 (公开成员函数)
rfind	寻找子串的最后一次出现 (公开成员函数)
find_first_of	寻找字符的首次出现 (公开成员函数)
find_first_not_of	寻找字符的首次缺失 (公开成员函数)
find_last_of	寻找字符的最后一次出现 (公开成员函数)
find_last_not_of	寻找字符的最后一次缺失 (公开成员函数)
操作
compare	比较两个字符串 (公开成员函数)
starts_with (C++20)	检查字符串是否始于给定前缀 (公开成员函数)
ends_with (C++20)	检查字符串是否终于给定后缀 (公开成员函数)
contains (C++23)	检查字符串是否含有给定的子串或字符 (公开成员函数)
substr	返回子串 (公开成员函数)
常量
npos [静态]	特殊值。确切含义依赖语境 (公开静态成员常量)

非成员函数

operator+	连接两个字符串，一个字符串和一个 char，或者一个字符串和一个 string_view (函数模板)
operator==operator!=operator<operator>operator<=operator>=operator<=> (C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20 中移除)(C++20)	以字典序比较两个字符串 (函数模板)
std::swap(std::basic_string)	特化 std::swap 算法 (函数模板)
erase(std::basic_string)erase_if(std::basic_string) (C++20)	擦除所有满足特定判别标准的元素 (函数模板)
输入/输出
operator<<operator>>	执行字符串的流输入与输出 (函数模板)
getline	从输入/输出流读取数据到字符串 (函数模板)
数值转换
stoistolstoll (C++11)(C++11)(C++11)	转换字符串为有符号整数 (函数)
stoulstoull (C++11)(C++11)	转换字符串为无符号整数 (函数)
stofstodstold (C++11)(C++11)(C++11)	转换字符串为浮点值 (函数)
to_string (C++11)	转换整数或浮点值为 `string` (函数)
to_wstring (C++11)	转换整数或浮点值为 `wstring` (函数)

字面量

在内联命名空间 `std::literals::string_literals` 定义
operator""s (C++14)	转换字符数组字面量为 `basic_string` (函数)

辅助类

std::hash<std::basic_string>

(C++11)

字符串的散列支持
(类模板特化)

推导指引 (C++17 起)

迭代器失效

指代 basic_string 元素的引用、指针和迭代器，可能会因任何接受非 const basic_string 的引用的标准库函数而失效，比如 std::getline、std::swap 或 operator>>，或因调用除了 operator[]、at、data、front、back、begin、rbegin、end 和 rend 之外的非 const 成员函数而失效。

注解

尽管在 C++23 前要求在构造或销毁 std::basic_string 的元素时使用定制的 construct 或 destroy，所有实现都使用默认机制。P1072R10 更正了该要求以匹配既存实践。

功能特性测试宏	值	标准	功能特性
`__cpp_lib_string_udls`	201304L	(C++14)	字符串类型的用户定义字面量
`__cpp_lib_starts_ends_with`	201711L	(C++20)	`starts_with` 和 `ends_with`
`__cpp_lib_constexpr_string`	201907L	(C++20)	constexpr 的 `std::basic_string`
`__cpp_lib_char8_t`	201907L	(C++20)	`std::u8string`
`__cpp_lib_erase_if`	202002L	(C++20)	`erase` 和 `erase_if`
`__cpp_lib_string_contains`	202011L	(C++23)	`contains`
`__cpp_lib_string_resize_and_overwrite`	202110L	(C++23)	`resize_and_overwrite`
`__cpp_lib_containers_ranges`	202202L	(C++23)	接受容器兼容范围的构造、插入、替换成员函数

示例

运行此代码

#include <iostream>
#include <string>
 
int main()
{
    using namespace std::literals;
 
    // 从 const char* 创建 string
    std::string str1 = "hello";
 
    // 从字符串字面量创建 string
    auto str2 = "world"s;
 
    // 拼接 string
    std::string str3 = str1 + " " + str2;
 
    // 打印结果
    std::cout << str3 << '\n';
 
    std::string::size_type pos = str3.find(" ");
    str1 = str3.substr(pos + 1); // 空格后的部分
    str2 = str3.substr(0, pos);  // 空格前的部分
 
    std::cout << str1 << ' ' << str2 << '\n';
 
    // 用下标运算符 operator[] 访问元素
    std::cout << str1[0] << '\n';
    str1[0] = 'W';
    std::cout << str1 << '\n';
}

输出：

hello world
world hello
w
World

缺陷报告

下列更改行为的缺陷报告追溯地应用于以前出版的 C++ 标准。

缺陷报告	应用于	出版时的行为	正确行为
LWG 530	C++98	LWG259 意外的使得 `basic_string` 的元素存储的连续性不被要求	再次要求
LWG 2994 (P1148R0)	C++98	`Traits::char_type`^[1] 或 `Allocator::char_type` 与 `CharT` 不同时的行为未定义	此时程序非良构

↑ Traits::char_type 的情况已在 P1148R0 中解决。

参阅

basic_string_view

(C++17)

只读的字符串视图
(类模板)

外部链接

C++ string handling

[1] Traits::char_type 的情况已在 P1148R0 中解决。

[1]

编译器支持
自立实现与有宿主实现
语言
标准库
标准库标头
具名要求
功能特性测试宏 (C++20)
语言支持库
概念库 (C++20)
元编程库 (C++11)
诊断库
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字符串库
容器库
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范围库 (C++20)
算法库
数值库
本地化库
输入/输出库
文件系统库 (C++17)
正则表达式库 (C++11)
并发支持库 (C++11)
技术规范
符号索引
外部库

空终止字符串
字节字符串
多字节字符串
宽字符串
类
basic_string
basic_string_view (C++17)
char_traits