某日二師兄參加XXX科技公司的C++工程師開發崗位第18面： > 面試官：`std::string`用過吧？ > > 二師兄：當然用過（廢話，C++程式員就沒有沒用過`std::string`的）。 > > 面試官：`std::string("hello")+"world"`、`"hello"+st ...
某日二師兄參加XXX科技公司的C++工程師開發崗位第18面：
面試官：
std::string用過吧？二師兄：當然用過（廢話，C++程式員就沒有沒用過
std::string的）。面試官：
std::string("hello")+"world"、"hello"+std::string("world")和std::string("hello")+std::string("world")的結果是什麼？為什麼？二師兄：前者和後者的結果都是
std::string的對象，內容是“helloworld\0”，而中間的這個表達式無法通過編譯。原因是std::string重載了operator+(const char*)和operator+(const std::string&)，但是const char*卻沒有重載operator+運算符。面試官：
std::string有兩個API，resize和reserve，你知道它們之間的區別嗎？二師兄：
resize對應的是size，resize可以改變字元串的大小。reserve對應的是capacity，reserve只能改變capacity的大小。二師兄：當
resize傳入的參數小於字元串的szie時，多餘的字元串會被截取。當reserve傳入的參數小於capacity時，reserve什麼也不會做。二師兄：當
resize傳入的參數大於字元串的szie時，增加的字元串會被預設初始化。當reserve傳入的參數大於capacity時，capacity會被擴容。面試官：好的。可以通過下標訪問
std::string實例的內容嗎？二師兄：可以的，
std::string重載了下標運算符，可以像數組一樣通過下標運算取出某個字元。面試官：你知道
std::string的at成員方法嗎？二師兄： 嗯，和下標運算功能相似，不過不用擔心越界問題。可以安全的訪問字元串中的字元。
面試官：既然有
at方法了，為什麼還要重載下標運算符呢？二師兄：主要是因為性能上的考量。
at雖然保證了不會超出字元串範圍（超出範圍拋出異常），但是性能低於下標操作。這就是有舍有得。為了安全使用at，為了性能使用下標操作。C++給了你多個選擇，如何選擇看你的需求。面試官：那你知道
std::string是如何實現的嗎？二師兄：在
string內部維護一個指針，這個指針指向真正的字元串的位置。面試官：能簡單的寫一下實現代碼嗎？
二師兄：好的。
class string
{
public:
string():size_(0),data_(nullptr){}
explicit string(const char* c)
{
size_ = strlen(c);
data_ = (char*)malloc(size_+1);
memset(data_,0,size_+1);
memcpy(data_,c,size_);
}
size_t size() const {return size_;}
const char* c_str() const {return data_;}
private:
size_t size_;
char* data_;
};
二師兄：在實現
append或者+=的時候，需要把當前字元的長度加上append的內容的長度，以此長度申請一塊新記憶體，然後把當前字元串的記憶體和append的內容考入新申請的記憶體中。free掉之前data_指向的記憶體，然後把data_指針指向新申請的記憶體。面試官：好的。這樣的實現有一些弊端。如果頻繁的對一個
std::string對象append內容，會發生什麼？二師兄：是的，因為頻繁的
malloc和free，會有性能問題。因所以編譯器在實現std::string的時候一般會預先申請一塊大的記憶體，這塊記憶體的長度是capacity，當添加的字元串的長度加上當前的字元串長度小於capacity時，直接添加到當前的塊上即可。面試官：好的。針對字元串比較少的情況，一般編譯器會做一些優化，你知道如何優化的嗎？
二師兄：這個好像在哪看過，不記得額。。。
面試官：好的，今天的面試結束了，請回去等通知吧。
今天二師兄的表現不錯，除了最後一個問題，基本上都答上來了。讓我們來看下這個問題：
針對字元串比較少的情況，一般編譯器會做一些優化，你知道如何優化的嗎？
我們可以看看GCC中std::string的實現：
typedef basic_string<char> string;
_Alloc_hider _M_dataplus;
size_type _M_string_length;
enum { _S_local_capacity = 15 / sizeof(_CharT) };
union
{
_CharT _M_local_buf[_S_local_capacity + 1];
size_type _M_allocated_capacity;
};
這裡的_CharT就是char，所以_S_local_capacity等於15。當字元串的長度小於等於15時，直接存在_M_local_buf中，而不需要在堆中申請記憶體。當字元串長度大於15時，在記憶體中申請一塊記憶體，這塊記憶體的起始地址保存在_M_dataplus中，這塊記憶體的容量保存在_M_allocated_capacity 中，而字元串的真實長度保存在_M_string_length中。當向字元串中添加字元時，如果添加字元的長度大於 _M_allocated_capacity - _M_string_length，則需要resize，否則直接追加到_M_dataplus保存的記憶體塊中即可。
好了，今天的面試到這裡就結束了。感謝小伙伴們的耐心閱讀，咱們明天繼續二師兄的面試之旅！
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