C++程序员编码过程中经常会使用string(wstring)类，你是否思考过它的内部实现细节。比如这个类的迭代器是如何实现的？对象占多少字节的内存空间？内部有没有虚函数？内存是如何分配的？构造和析构的成本有多大？笔者综合这两天阅读的源代码及个人理解简要介绍之，错误的地方望读者指出。
首先看看string和wstring类的定义：
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typedef basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> > string;
typedef basic_string<wchar_t, char_traits<wchar_t> allocator<wchar_t> > wstring;
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从这个定义可以看出string和wstring分别是模板类basic_string对char和wchar_t的特化。
再看看basic_string类的继承关系（类方法未列出）：
最顶层的类是_Container_base，它也是STL容器的基类，Debug下包含一个_Iterator_base*的成员，指向容器的最开始的元素，这样就能遍历容器了，并定义了了两个函数
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void _Orphan_all() const; // orphan all iterators
void _Swap_all(_Container_base_secure&) const; // swaps all iterators
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Release下_Container_base只是一个空的类。
_String_base类没有数据成员，只定义了异常处理的三个函数：
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static void _Xlen(); // report a length_error
static void _Xran(); // report an out_of_range error
static void _Xinvarg();
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_String_val包含一个alloctor的对象，这个类也非常简单，除了构造函数没有定义其它函数。
上面三个基类都定义得很简单，而basic_string类的实现非常复杂。不过它的设计和大多数标准库一样，把复杂的功能分成几部分去实现，充分体现了模块的低耦合。
迭代器有关的操作交给_String_iterator类去实现，元素相关的操作交给char_traits类去实现，内存分配交给allocator类去实现。
_String_iterator类的继承关系如下图：
这个类实现了迭代器的通用操作，比如：
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reference operator*() const;
pointer operator->() const
_String_iterator & operator++()
_String_iterator operator++(int)
_String_iterator& operator--()
_String_iterator operator--(int)
_String_iterator& operator+=(difference_type _Off)
_String_iterator operator+(difference_type _Off) const
_String_iterator& operator-=(difference_type _Off)
_String_iterator operator-(difference_type _Off) const
difference_type operator-(const _Mybase& _Right) const
reference operator[](difference_type _Off) const
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有了迭代器的实现，就可以很方便的使用算法库里面的函数了，比如将所有字符转换为小写：
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string s("Hello String");
transform(s.begin(), s.end(), s.begin(), tolower);
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char_traits类图如下：
这个类定义了字符的赋值，拷贝，比较等操作，如果有特殊需求也可以重新定义这个类。
allocator类图如下：
这个类使用new和delete完成内存的分配与释放等操作。你也可以定义自己的allocator，msdn上有介绍哪些方法是必须定义的。
再看看basic_string类的数据成员：
_Mysize表示实际的元素个数，初始值为0；
_Myres表示当前可以存储的最大元素个数(超过这个大小就要重新分配内存)，初始值是_BUF_SIZE-1；
_BUF_SIZE是一个enum类型：