为什么字符串和向量是不同的类型？答案

【问题标题】：Why are string and vector distinct types?为什么字符串和向量是不同的类型？
【发布时间】：2011-01-27 01:31:34
【问题描述】：

它们都是可调整大小的数组，std::basic_string 没有任何特定的与字符相关的函数，如 upper()。字符串有什么特别之处可以更好地处理字符数据？

【问题讨论】：

【解决方案1】：

大部分原因与本地化和国际化（L10I18）、性能和历史原因有关。

对于 L10I18 问题，添加了 char_traits，您会注意到流也有这些。目的是在某种程度上使“更聪明的角色”，但结果是无用的。 char_traits 唯一的好处是将一些 std::string/wstring 比较、复制等专门化为编译器内在函数。

失败主要是由于 UNIX 流本身，它将字符视为主要“原子”，而在国际化的 GUI、Web 等中，字符串是主要“原子”。换句话说，在 C/C++ 领域，我们有用于字符串的“智能字符的哑数组”，而其他所有语言都使用“哑字符的智能数组”。 Unicode 采用后一种方法。

basic_string 和vector 的另一大区别——basic_string 只能包含POD 类型。在某些情况下，这可能会有所不同，有时编译器比 vector 更容易优化 basic_string。

basic_string 有时还有许多其他优化，例如 Copy on Write 和 Small String Optimization。这些从一种实现方式到另一种实现方式不同。

然而，有两件事情几乎相同的最主要原因可能是历史原因：字符串早于 STL，而且大部分工作似乎都集中在使它们与 IOStream 库互操作上。一个 C++ 城市神话是 STL 是一个添加到 C++ 中的“容器库”。它不是，为了让它被 C++ 采用，添加了容器。一个“STL 接口”也被固定在现有的字符串类上。 std::vector 主要取自 AdaSTL 中存在的向量实现。

【讨论】：

【解决方案2】：

std::string 有很多 std::vector 没有的运算符：

运算符 +（将字符串 a 附加到字符串 b，+ 对向量没有意义）
运算符 , ==, !=（字符串比较，有些对向量没有意义）
c_str()（返回“C 风格”表示）
还有更多（包括子字符串、查找等，但其中一些在 STL 的其他地方实现，可用于向量等）

诚然，std::string 几乎没有向量不具备或不具备向量的其他功能，但这些很重要，它们是字符串的大多数用例。

【讨论】：

【解决方案3】：

字符串确实具有与字符串相关的特殊功能：c_str、substr、连接等。另外，不要忘记strings 自动将'\0' 添加到其数据末尾（并通过连接等正确处理）的重点，因此它们与vector<char> 或类似的东西。

但是，是的，它们非常相似。它们都持有指向堆分配数组的指针，但它们肯定不一样。

【讨论】：

我并不认为 substr 或 concatenation 是特定于字符串的。有些语言确实为任意数组提供了这些语言。不过，您对空终止是正确的：不幸的是，c_str() 是我在 std::string 上使用的最常见的函数。
@dan04：std::string 有大量的函数和重载，旨在使其与 C 风格的字符串（恰好是 C++ 中的字符串文字）协同工作。 vector<T> 支持 T* 的所有这些操作是没有意义的，因为 char* 恰好是一个具有非常特定含义的指针。

【解决方案4】：

这是 STL 创建早期的设计决策。我想现在很多人都承认std::string的界面太臃肿了，和其他的STL不一致，但是改已经来不及了。

【讨论】：

是的，这是常识。其中一本 Sutter/Alexandrescu C++ 书籍甚至有一章关于它（以及重新设计 std::string 类的练习）。