C++ 头文件系列(string)----分析string初始化内存模型

测大小

这里我们比较4种版本的basic_string模版类，分别是：string, wstring, u16string, u32string. 虽然他们是不同的字符串类型，但是其sizeof的结果却一样，都为40字节（x64下）:

看源码

我们都知道，上面4个不同的类型是同一份模版（basic_string）的实例化，因此它们的内存模型都是相同的。 这里我们来追踪一下string类型的源代码，源码引用VS2013版的标准string库。

看继承

看得出，basic_string的继承体系非常复杂（当前无关部分我用...代替了）。

1. typedef basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >
	string;
				↓↓↓
2. class basic_string
	: public _String_alloc<!is_empty<_Alloc>::value,
		_String_base_types<_Elem, _Alloc> > {...}
				↓↓↓
3. class _String_alloc
	: public _String_val<typename _Alloc_types::_Val_types> {...}
				↓↓↓
4. class _String_val
	: public _Container_base {...}
				↓↓↓
5. typedef _Container_base12 _Container_base;
				↓↓↓
6. struct _Container_base12 {...}

看成员

光有继承体系还不够，我们还得看看类成员。 注意，这里不需要关心模版参数，至于为什么，你们自己好好想想喽 >-<）

看定义

能够看到，_Container_base12类只包含一个指针（指向一个代理类，这里我们不深究），大小永远为1个字长。 因此，我们主要来看看_String_val类的成员定义：

1. enum
	 {	// length of internal buffer, [1, 16]
	  _BUF_SIZE = 16 / sizeof (value_type) < 1 ? 1
		 : 16 / sizeof (value_type)};

  union _Bxty
	{	// storage for small buffer or pointer to larger one
	value_type _Buf[_BUF_SIZE];
	pointer _Ptr;
	char _Alias[_BUF_SIZE];	// to permit aliasing
	} _Bx;

2. size_type _Mysize;	// current length of string
3. size_type _Myres;	// current storage reserved for string

其中，_BUF_SIZE定义了缓冲区的长度：

• 若value_type类型小于1字节，则 _BUF_SIZE = 16。
• 否则，_BUF_SIZE = 16 / sizeof(value_type)。（留心，这里是整除取商！！！）

析类型

这里有几个类型定义非常重要：value_type, pointer, size_type。 从源代码上看，这些类型经过了一层又一层的typedef，源头难辨。 因此，我们转而从标准草案来先解读value_type：

typedef typename traits::char_type		value_type;

X::char_type	->		charT
charT			->		char

其它两个类型也依理分析，最后得出它们的实际类型分别为：

得结果

综上，字符串类型内存模型如下：

最后让我们拿string类型来验证一下（><良心保证，下图为代码运行结果，非纯数字打印）：