关于C++中的string的小知识点

　　这是GCC版本5.x的情况下的分析，在GCC版本4.x的情况下std::string的内存布局将不同。逆向C++的过程中经常遇到std::string，它在内存中的状态是什么样呢？我先简单地写了一个程序，里面用到了string，使用：clang++ -Xclang -fdump-record-layouts xxx.cpp 可以将xxx.cpp中涉及到的C++的对象的内存布局给打印出来，当然看源码也可以看得到，不过没这个直接。

*** Dumping AST Record Layout

0 | class __gnu_cxx::new_allocator<char> (empty)

| [sizeof=1, dsize=0, align=1,

| nvsize=0, nvalign=1]

*** Dumping AST Record Layout

0 | class std::allocator<char> (empty)

0 | class __gnu_cxx::new_allocator<char> (base) (empty)

| [sizeof=1, dsize=0, align=1,

| nvsize=1, nvalign=1]

*** Dumping AST Record Layout

0 | struct std::__cxx11::basic_string<char, struct std::char_traits<char>, class std::allocator<char> >::_Alloc_hider

0 |     class std::allocator<char> (base) (empty)

0 |         class __gnu_cxx::new_allocator<char> (base) (empty)

0 |     pointer _M_p

| [sizeof=8, dsize=8, align=8,

| nvsize=8, nvalign=8]

*** Dumping AST Record Layout

0 | union std::__cxx11::basic_string<char, struct std::char_traits<char>, class std::allocator<char> >::(anonymous at /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5.4.0/../../../../include/c++/5.4.0/bits/basic_string.h:119:7)

0 |     char [16] _M_local_buf

0 |     size_type _M_allocated_capacity

| [sizeof=16, dsize=16, align=8,

| nvsize=16, nvalign=8]

*** Dumping AST Record Layout

0 | class std::__cxx11::basic_string<char>

0 |     struct std::__cxx11::basic_string<char, struct std::char_traits<char>, class std::allocator<char> >::_Alloc_hider _M_dataplus

0 |         class std::allocator<char> (base) (empty)

0 |             class __gnu_cxx::new_allocator<char> (base) (empty)

0 |         pointer _M_p

8 |     size_type _M_string_length

16 |     union std::__cxx11::basic_string<char, struct std::char_traits<char>, class std::allocator<char> >::(anonymous at /usr/bin/../lib/gcc/x86_64-linux-gnu/5.4.0/../../../../include/c++/5.4.0/bits/basic_string.h:119:7)

16 |         char [16] _M_local_buf

16 |         size_type _M_allocated_capacity

| [sizeof=32, dsize=32, align=8,

| nvsize=32, nvalign=8]

class std::__cxx11::basic_string<char>就是我们提到的string，上面的如果仔细看的话，能看出string的结构就是：

+0 pointer _M_P

+8 size_type _M_string_length

+16 union {

char [16] _M_local_buf;

size_type _M_allocated_capacity;

};

当字符串的长度小于等于15时，union的变量就是_M_local_buf，而字符串的长度大于15的时候，union的变量就是_M_allocated_capacity；_M_P是字符串内容指针，_M_string_length是字符串的长度。在string的构造函数中，_M_P一般会指向+16的位置，随着string的长度变化，会动态地申请内存存放string的内容，这个时候_M_P将会指向新的位置，而+16的位置则存放当前申请到内存的大小，也就是string的capacity。所以在字符串析构函数中，如果_M_P不指向+16的位置，那么就要动态free(_M_P)。