为什么大多数的 C++ 的开源库都喜欢自己实现 string？

您提出的问题非常棒，触及了 C++ 社区中一个长期存在且略带争议的话题：为什么那么多 C++ 开源库选择自己实现或包装 `std::string`，而不是直接使用标准库提供的 `std::string`？

首先，我们需要明确一点：并非“大多数” C++ 开源库都选择“自己实现 string”。这是一个常见的误解。实际上，绝大多数现代的、注重标准合规的 C++ 项目和库，都会直接使用 `std::string`。如果你观察那些大型、成熟且被广泛使用的 C++ 开源项目，比如 Boost、Qt、OpenSSL、GCC/Clang 的库部分等等，它们基本上都依赖于 `std::string`。

然而，您感受到的“许多库喜欢自己实现 string”的现象，可能源于以下几个原因的叠加，并且在某些特定领域或历史时期更为普遍：

1. 历史遗留问题 (Legacy Code): 这是最主要的原因之一。在 C++ 标准化（特别是 C++98 和 C++03）之前，或者在 `std::string` 尚未普及的早期，C++ 的字符串处理能力是相当薄弱的。C 语言风格的 Cstring (`char` 和一系列 C 函数，如 `strcpy`, `strcat`, `strlen` 等) 是当时唯一的选择。许多早期的、影响深远的库，例如一些文本处理工具、网络库等，在设计时就使用了 Cstring。当这些库后来被移植到 C++ 时，为了保持兼容性或避免大规模重写，它们可能会选择保留原有的 Cstring 处理方式，或者提供一个自己的字符串类来包装这些 Cstring 功能，以提供更现代、更安全的接口。

2. 对特定性能优化的追求 (Performance Optimization): 虽然 `std::string` 在大多数情况下已经非常高效，但在某些极端情况下，库作者可能认为 `std::string` 的实现（例如其内存分配策略、冗余的拷贝等）无法满足他们的特定性能要求。他们可能会考虑：
内存分配策略 (Memory Allocation Strategies): `std::string` 的默认内存分配器是系统提供的（通常是 `new` 和 `delete`）。在性能敏感的应用中，作者可能希望使用更精细的内存池、堆管理器或自定义分配器来减少内存碎片、提高分配/释放速度。
小字符串优化 (Small String Optimization, SSO): `std::string` 的实现通常会包含 SSO，即当字符串非常短时，将其内容直接存储在 `std::string` 对象本身的内部缓冲区中，避免动态内存分配。但不同的库可能有不同的 SSO 阈值或实现方式，或者他们需要更极端的优化，例如保证固定大小的内部缓冲区以实现零拷贝。
字符串的不可变性 (Immutability): 在某些并发场景或函数式编程风格中，不可变字符串（Immutable Strings）可以简化并发控制。如果一个库的设计强调不可变性，它可能会实现自己的字符串类，并确保其行为符合不可变性原则，这可能比简单地包装 `std::string` 然后确保其不被修改要更直接。
避免拷贝 (Avoiding Copies): 在某些涉及大量字符串操作的场景，一次不必要的字符串拷贝都可能成为性能瓶颈。一些自定义的字符串实现可能会设计更精巧的引用计数（虽然 C++ 标准库现在也支持 `std::string_view` 来解决这个问题）或写时复制 (CopyonWrite, COW) 机制，以减少字符串的拷贝次数。

3. 特定领域的需求 (DomainSpecific Requirements): 某些库的设计目标是服务于非常特定的领域，这些领域可能对字符串的处理有特殊的要求：
嵌入式系统 (Embedded Systems): 在资源极其有限的嵌入式环境中，标准库的某些部分可能因为大小、依赖性或其他原因而被裁剪或禁用。在这种情况下，开发者可能需要提供一个更轻量级、更可控的字符串实现。
游戏开发 (Game Development): 游戏引擎通常对性能有极高的要求，并且可能需要对内存分配进行非常精细的控制。某些游戏引擎可能会实现自己的字符串类，以适应其特定的内存管理模型或跨平台需求。
高性能计算 (HighPerformance Computing, HPC): 在 HPC 中，对算法的优化是核心，字符串操作虽然不像数值计算那样普遍，但在日志、数据解析等场景下也可能成为瓶颈。自定义的字符串类可以与特定的 HPC 库或并行框架更紧密地集成。
特定数据格式处理 (Specific Data Format Processing): 某些库可能需要解析或生成特定的文本格式（如 JSON, XML, Protocol Buffers 等），而这些格式的字符串可能带有特殊的编码、转义规则或元数据。库作者可能会实现一个字符串类，专门优化这些特定格式的处理。

4. 封装 C 接口 (Encapsulating C Interfaces): 许多 C++ 库需要与 C 语言库进行交互。如果一个库主要围绕 C 语言的 API 进行构建，它可能会选择实现一个 C++ 字符串类，该类能够方便地与 Cstring 进行转换，并且在其内部使用 Cstring 来管理数据。这是一种常见的模式，尤其是在网络通信、操作系统接口等领域。

5. 教学或示例目的 (Educational or Demonstrational Purposes): 有些库（尤其是一些较小的、开源的示例性库）的作者可能会为了展示某些数据结构、算法或设计模式，而选择自己实现一个字符串类，以作为教程的一部分。

6. 对标准库的误解或不熟悉 (Misunderstanding or Unfamiliarity with the Standard Library): 尽管 C++ 标准库非常强大，但对于一些经验不足的开发者来说，可能对 `std::string` 的内部机制、性能特点以及如何高效使用它（例如使用 `string_view`、预留容量等）并不完全理解。在这种情况下，他们可能倾向于使用自己更熟悉或者认为“更简单”的实现方式。

然而，为什么大多数现代、良好的 C++ 开源库“不”自己实现 string，而是使用 `std::string`？

标准化的力量 (The Power of Standardization): `std::string` 是 C++ 标准的一部分。这意味着它在几乎所有支持 C++ 的平台上都可用，并且有大量的文档和社区支持。使用标准库可以大大降低项目的复杂性和维护成本。
成熟度与可靠性 (Maturity and Reliability): `std::string` 经过了数十年的发展和无数的实际应用检验，其稳定性和正确性得到了广泛的验证。自行实现一个高质量、健壮且没有内存泄漏或安全漏洞的字符串类是一项非常艰巨的任务。
性能的不断提升 (Continuous Performance Improvements): 标准库的实现会随着 C++ 标准的更新而不断优化。例如，C++11、C++14、C++17、C++20 等标准都带来了对容器和算法性能的改进，包括 `std::string`。
避免碎片化 (Avoiding Fragmentation): 如果每个库都自行实现一套字符串接口，那么在代码集成、协作和互操作性方面会带来巨大的挑战。依赖 `std::string` 可以保持 C++ 生态系统的统一性。
与 STL 的兼容性 (Compatibility with the STL): `std::string` 与 STL 的其他组件（如容器、算法）无缝集成。例如，你可以轻松地将 `std::string` 放入 `std::vector` 中，或者对 `std::string` 使用 `std::find` 等算法。自行实现的字符串类可能难以达到这种兼容性。
`std::string_view` 的出现 (The Advent of `std::string_view`): C++17 标准引入了 `std::string_view`，它提供了一个轻量级的、不可修改的字符串视图，可以高效地引用现有字符串数据（包括 `std::string` 或 Cstring），而无需进行拷贝。`std::string_view` 在很大程度上解决了许多“避免拷贝”的需求，使得直接使用 `std::string` 配合 `string_view` 成为一种更优的选择。

总结一下：

您观察到的现象更可能是对历史遗留、特定性能需求、领域特定优化或封装 C 接口等原因的体现，而非“大多数” C++ 开源库普遍的做法。绝大多数现代、活跃的 C++ 开源项目会充分利用 `std::string` 的标准、高效和可靠性。当您看到一个库自行实现字符串类时，通常意味着该库背后有特定的设计考量，或者它诞生于 `std::string` 尚未普及的时代。

如果您在某些项目中确实遇到了需要自行实现字符串的情况，请务必深思熟虑其必要性，并确保您的实现能够达到 `std::string` 的健壮性和安全性水平，否则可能会引入难以发现的 Bug 和安全漏洞。在现代 C++ 中，`std::string` 和 `std::string_view` 是处理字符串的首选工具。

网友意见

C++不是号称不限制你的开发方式么，每个库想怎么搞就怎么搞，这明明就是 C++的优势，不知道你们抱怨个啥？哈哈

接着说 std::string 的性能问题，举个具体例子吧，之前接手过一个项目，别的部门同事自己撸的一套 DirectUI 系统，用 tinyxml 解析界面节点，项目简单的时候没啥，随着ui越来越复杂，数千个节点，每个xml节点若干属性，每个属性就是一个字符串，我记得好像有500+ KB的 xml要解析，而且这部分界面还没法延迟初始化，必须启动加载时做完，启动十分慢。profile下来，很多时间卡在 tinyxml上，整个过程接近 3秒，费时最前的操作卡在处理各种字符串的操作上。

把 tinyxml 换成其他 xml库？没那么容易，项目各处模块都在依赖 tinyxml的各种接口和类。一开始觉得内部的 TiXmlString 实现有问题，换成 std::string，vc 2012下时间从3秒增加到4秒，更不靠谱（vs2012应该已经有所谓SSO了），所以人家 tinyxml 这里用自己的 TiXmlString 肯定也是比较过的，不然干嘛不用 std::string 。

但问题总得解决，所以还得优化字符串实现：

1. 自己重新给 TiXmlString 实现了一套新的 SSO ，因为 xml里面很多小字符串，10个字节以内的占比很多，这部分用 TiXmlString 里面一块静态空间存储，随着capacity变化，超过限制长度的字符串才会开辟新的空间存储，这样避免了大量的内存分配，和碎片，总解析时间从3秒下降到 2秒。

2. 还是嫌慢，又把 tinyxml 继续改写，增加把文本 xml编译成二进制格式的功能，平时开发用xml，实际发布用二进制版本的 xml，免去整个文本解析过程，时间进一步从2秒缩短到 0.8 秒。

3. 还嫌不够快，接着改进二进制 xml文件结构，扫描整个 xml里面用到的所有字符串，统一做一个字符串常量表放在文件最前面，这样，二进制 xml文件里涉及到字符串的地方从缘来一段内存变成字符串表的一个索引 int，整个 TiXmlString 也变成对字符串常量表里某个索引的引用，这样彻底避免了字符串分配和维护操作，而且总内存变小了，比如 "type", "button", "label" "text" 等高频字符串只存储一遍，以前 1000个 "text" 字符串要解析1000遍，还要创建分配 1000次内存，有了常量表以后，所有的 "text" 都是一个引用，不需要1000便解析，更不需要1000次构造，时间从 0.8秒继续下降到 0.2秒。

运营常识，客户端项目，启动时间直接和用户流失率成正比，tinyxml字符串优化，前后把优化前的 3秒下降到优化后的 0.2秒，基本xml解析不再是一个瓶颈。

为什么不同的库要实现不同的字符串呢？从这个小例子可见一斑。

后来呢？嗯，后来有一天我不能忍了，我把整个项目的 gui系统弄成 Qt 的了，ui描述文件直接编译成代码，再也不用烦这些事情。

在结合看楼上高票说的 QString，可以感受下。

所以大家才会说：人在做，天在看，信 Qt，保平安。。。。。

补充一点：ABI的需要。

其实ABI中最麻烦的就是传递sized-buffer，其他的都还好说。

如果你用STL中的容器来传，那么就要面临不同runtime的兼容性问题。

std::string并没有实现字符串应该做的事，而仅仅只是用STL风格的容器类接口封装了一下char[]罢了，其他std::xxstring同理。
与其说它是个字符串，还不如说它是个处理二进制数据的buffer，基本等同于std::vector<char>。
std::string连内部统一编码都做不到，根本没法拿来做文本处理，一直到c++11，在algorithm、regex、localization、chrono这么一大堆类库的支撑下，才勉强可堪一用。
所以，凡是有文本处理需求的framework，都必须自己搞一个string类。
相反，题主所说的高性能场景下，std::string借助STL的支持，反而是很强力的，也许在极端需求下需要自己写，但大部分场景下足够使用，比起文本处理方面实在强太多了。所以我觉得std::string更像是一个buffer。

这里，我就用我见过的最强大的字符串类，Qt的QString做下对比吧：

基础单元不是char，是QChar，储存的是utf-16字符。即，内部统一编码为unicode，再无编码之累。
任何常用字符串输入，不管std::string、std::u16string、std::u32string、char*、wchar_t、char32_t、CFString、NSString等，都有对应的接口转换为QString，并且转换时需指定编码（可以用latin1、utf8或者local8bit，local8bit一般是系统本地编码，比如windows下的ansi）。
编码转换方面，采用单一职责原则，通过专门的QTextCodec类进行。但有特例——Unicode和latin1之间的转换，是用asm/sse默认提供的。
支持从QChar*的rawData指针构造字符串，此时不分配内部存储，而是直接使用rawData指针作为数据内容。QChar大小为16bit，所以可以直接从双字节字符串指针强转为QChar*。
QChar提供了海量的字符操作方法，如isDigit、isLower、isSpace、isMark、isPrint等。
提供了split、left、right、mid、chop等等各种分割方法。
提供了contains、find、indexOf等字符串搜索方法。
提供toUpper、toLower、trimmed、simplified、repeat等格式化方法。
由QString的方法切割、搜索等生成的字串，是由QStringRef构成的，共享原字符串的内存，在做出修改操作时才会实际拷贝过去。
QString的拷贝构造是隐式共享，通过引用计数共享同样的内部成员，在进行非const操作时才会触发深拷贝。因此可以放心的到处乱传，不用担心拷贝开销。
同样支持容器类应有的正向/反向迭代器，以及reserve和squeeze（即shrink）。
性能上么……可以下个Qt查看下QString的源码，注意要下Qt5的。源码里的私有函数，几乎全是用asm/sse写的。
提供完美的格式化输出方式。不是sprintf这种落后的，无编译校验的写法，而是QString("%2 %1 %2 %3).arg(1).arg(3.14).arg("hello world")这样的，arg方法会依次替换%1到%99的对象，比如这里输出就是"3.14 1 3.14 hello world"。arg方法可以附带更多的参数，用来指定整数进制、位数、填充字符、浮点表示格式、浮点位数……
提供QString tr(QString str)函数，和本地化框架对接，可以把输入的字符串翻译为当前语言的目标字符串。翻译来源为外部加载的翻译文件，若无对应则保留原始内容。
QString.arg()这种可以通过 %1 %2 到 %99 任意对替换参数排序的机制，也是Qt Linguist本地化框架的核心。在编写多语言版本的翻译文件时，可以任意替换关键字的顺序，从而完美满足不同语言的语法顺序。比如形为"%1 the %2"的英文字符串，在中文模式下翻译为"%2%1"，于是同样是str.arg(name).arg(title)，三个字符串拼接之后，在英文模式下是"Geralt the witcher"，在中文模式下就是"狩魔猎人杰洛特“。
提供QStringLiteral(str)宏，可以在编译期把代码里的常量字符串str直接构造为QString对象，于是运行时就不需要构造开销。
QString并没有使用sso，因为隐式共享内存占用更少，拷贝构造性能也更好。至于单对象，不产生拷贝构造时的性能么，就需要一波benchmark了。

至于说到处理二进制数据么……Qt有个比QString更底层的QByteArray类，和std::string效果相同：

内部存储是char*。
同样具有和std::string类似的简单的字符串操作接口。
同时也有QString的各种丰富的分割、搜索、格式化接口。
不限定编码，和QString互相转换时需指明编码。
具有toHex/fromHex方法，可以把二进制数据转换为可视化的十六进制数，如""转换为"00"。
具有PercentEncoding转换接口，将特殊字符转义为%形式，从而生成URI/URL风格的字符串。
具有base64转换接口。
提供qCompress/qUncompress全局函数，通过zlib算法对QByteArray进行压缩/解压。
提供qCheckSum全局函数，用来计算CRC-16。
同样提供类似QString的，迭代器、reserve、squeeze等容器类接口。
同样具有fromRawData接口，通过char*源码直接构造QByteArray——和C API混合编程的神器，可以在不需要额外分配内存的情况下，直接把char*的字符串或者buffer封装为QByteArray，从而可以使用最灵活的高级封装来直接处理最底层的二进制数据，这方面也就C#的linq可以更胜一筹了。
同样通过隐式共享降低参数传递开销。

对了，顺便说下辅助类QTextCodec和QLocale吧

QTextCodec提供字符串编码转换。
QLocale提供本地化功能，见下：
提供目标区域的日期时间格式转换。
提供目标区域的货币格式转换。
提供目标区域的数字格式转换（比如每三位一个逗号）。
提供度量衡转换。

以上各个类（QString、QByteArray、QLocale等），每个类的源文件也就三五个，全都包含在QtCore模块中。该模块的relase版dll只有4M，并且可以通过编译选项裁剪到1M级别。
而QtCore中的其他类，也都是如斯强大的，比如处理URI的QUrl，比如c++17才有的std::any(QVariant)，比如IPC所用的QSharedMemory，比如说逐线程数据存储QThreadStorage，比如c++17才有的filesystem，比如支持全反射的元对象系统，比如比异步时间循环还高级的信号槽机制，比如xml流式处理，比如json处理（有人和rapidJson做过对比，大约为rapidjson耗时的1.4倍），比如定时器，比如DateTime……
QtCore.dll，4M大小，涵盖了c++11到17，除了network之外的所有东西，并且全都比标准库中的更加强大，就问你是不是物超所值？

好吧我偏题了。
总之，相比起来，std::string是什么渣渣？我还从没见过有比QString更强力的字符串类，尤其是加上QByteArray、QLocale这些相关类之后。
（动态语言，利用更高级的语言特性，可以比QString更顺手，但不会有太大差距，主要是类似linq的语法上的优势，在功能性上并没有差距，而QString的性能则远高于前者。只有正则上QString是弱项——或者说整个c++在正则上都是弱项，因为动态语言可以把正则JIT到机器码……）

附：
QJson vs RapidJson vs JSON.parse 该文章里处理的json文件只有5kb。如果是大文件，则还需要考虑双方使用的容器类的性能差异。在不专门特化allocator的情况下，Qt和STL的容器类基本不存在性能差距——论Qt容器与STL

追加：
Benchmark来啦——std::string/QString/QByteArray - 知乎专栏

其实这原因主要有这些：

1，C++诞生于1979年，STL在1994年才进入C++标准库，两者相隔15年。早期的C++库都必须实现一个自己的string类，既然实现了，也就一直沿用下来了。这应该是最重要的原因。

2，C++标准库的string类的部分功能依赖STL自身的算法。而STL算法早期用起来也是非常不方便的，那时候也没有lambda。——所以开源库希望有一个比较纯粹的字符串类，能够不依赖任何其他模块就完整完成字符串功能的。

3，觉得C++标准库的string缺少自己需要的功能又难以扩展。必须直接改stl代码才好做，但这样就不如干脆自己重新做一个。又由于「破窗效应」的原理，既然已经有了那么多第三方字符串实现，自己额外重新实现一个也是一件平常的事情了。

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