Das ist leider eine SEHR komplexe Frage, in beiden Fällen, und alles was ich jetzt sage ist extrem vereinfacht, ignoriert einen riesigen Haufen wirklich interessanten Kram, kann sich jeder Zeit ändern, und ist beinahe vollständig implementation-defined, so daß das im engeren Sinn nur für g++ und clang++ gilt, und für die eine C++-Standardbibliothek die ich genauer kenne, libc++.
Erstmal zur einfachsten Frage: Ja string ist empfehlenswrt, char* solltest du für strings idealerweise nicht mehr benutzen. Vector ist auch absolut okay, solang du nicht ganz genau weißt, dass du was anderes brauchst.
Nun aber zur Speicherbelegung: das ist komplex, da da viel optimiert worden ist, in den ursprünglichsten Versionen von C++ war es wirklich so, daß bei jeder Operation ein malloc gemacht wurde. Mittlerweile läuft das oftmals anders: strings haben so genannte short string optimization( in eigentlich allen Implementierungen der letzten 10 Jahre). Generell liegen string-Objekte auf dem Heap, dahinter steckt ein new(das GROB sowas ähnliches beinhaltet wie malloc, intern). Das ist aber natürlich nicht besonders trivial und relativ langsam. Short String Optimization bedeutet(zusammen mit einigen anderen Optimierungen für feststehende string konstanten etc.) im wesentlichen, dass das string-objekt selbst einen kleinen Puffer direkt dabei hat, in dem kurze strings einfach direkt abgespeichert werden, und auch einige Operationen auf denen direkt laufen können, ohne extra zusätzlichen Speicher zu allozieren. Es empfiehlt sich nicht, dir std::string einfach als methoden und einen pointer auf ein char* vorzustellen, das füllt den Kopf nur mit falschen Ideen. Wie es tatsächlich aussieht ist sehr komplex.
Bei vector ist das ganze noch komplexer, das kannst du dir erst rechtn icht als ein paar pointer vorstellen, vector ist so stark optimiert, der hat kaum noch eine Ähnlichkeit mit auch nur einer naiv implementierten verketteten Liste Auch hier wird, generell, bei jedem push_back oder so ein new()-passieren, es sei denn du hast vorher die Kapazität des vector erhöht(mit reserve() kannst du auf einen Schlag z.B. genug Platz für 1000 Integer machen, mit shrink_to_fit ihn wieder verkleinern). Vector muss nach dem Standard ziemlich präzise Laufzeit-Constraints erfüllen: Random Access in O(1), Removal vom Ende: O(1), Random Insert/Removal: lineare Laufzeit. Und das gilt auch nicht für alle Arten von vector, viele Standardbibliotheken spezialisieren das Template vector für standarddatentypen( der Standard beinhaltet das mindestens für vector<bool>). Hinzu kommt dass bei der Templateauflösung noch viel magie passiert, und vector wie string so designed sein muss, dass sie mit constexpr zusammen spielen können(seit C++20). Auch hier ist es wieder keine gute Idee, sich das im Sinne von Pointern vorzustellen. Ja ultimativ liegen Pointer darunter, aber hinter all den Templates etc. ist das wohl kaum hilfreich. Wenn du das makroskopische Verhalten eine Autos erklären willst versuchst du ja auch kein Modell zu bauen, das das aus dem Verhalten von Billiarden Elektronen und Quarks herleitet
Dazu kommen noch Eigenschaften wie CopyAssignable und CopyConstructible, die auch bestimmte Operationen effizienter machen können. Das ist leider etwas, so insgesamt, das kaum mal eben erklärbar ist(und erst recht nicht was die Implementierungsdetails angeht). C++ ist eine der komplexesten Programmiersprachen überhaupt( schon weil mehrere einzelne Teile von C++ turing-vollständig sind und nicht einmal die Grammatik von C++ entscheidbar ist, der Standard ist... "ausführlich" und für normale Menschen kaum noch zu überschauen) und C++-Compiler, besonders mit ihren Optimierungen die sie mittlerweile so haben, sind ziemlich sicher die arkanste und komplizierteste Software, die ich jemals gesehen habe, daher wirst du kaum Literatur finden, die das irgendwie erklären wird(und ich glaube auch nicht, dass das dabei, gutes C++ zu schreiben, besonders hilft). Du musst bedenken: die unfassbar gute Reihe "The Art of Computer Programming" hat damit begonnen, dass Knuth die Grundlagen für ein Buch über Compiler niederschreiben wollte. Nach Jahrzehnten ist sie nicht fertig, und sowohl in der Mathematik, als auch in der Informatik und in der Technik(früher hatten PCs keine resourcen für Link-Time-Optimization und dergleichen) geht es so schnell vorwärts, dass es wohl keinen Menschen gibt, der all das noch voll überblickt.
Explizites delete()/delete[] solltest du in C++ i.A. umgehen, und einmal nach RAII suchen, das ist was man tun sollte.
Und auf virtual bin ich noch überhaupt nicht eingegangen, das würde das ganze u.U. noch mehr verkomplizieren.
Ich hoffe das hat dir zumindest etwas geholfen.
MfG,
Lowl3v3l
