C++-手把手教你模拟实现string

1.string的成员变量

模拟实现string只需要三个成员变量,capacity,size,_str,也就是容量,数据大小,指向字符串的指针。

2.string的构造函数 

2.1 使用字符串构造

使用字符串来构造一个string类的对象,这个我建议不需要使用初始化列表,因为很容易出错,并且效率的提升不大。需要注意的是,定义的顺序最好和初始化的顺序一致。_str的空间需要多开一个,用以存放\0,然后将str这个字符串拷贝到_str。

2.2 无参构造

无参构造必须开一个空间来存放\0,而不是将_str置为nullptr,不然在调用时可能会发生对空指针的解引用。

 

2.3通用构造 

前面两个构造函数太冗余了,直接合并成一个就可以了,""就是空字符,空字符的末尾就是\0。

3.string的析构函数 

析构函数很简单,就是先delete先清理资源,再释放空间,再将容量和大小置为0.

4 c_str,size,capacity

c_str返回值是const char*,直接返回_str即可。

size和capacity就直接返回成员函数即可。

 5. operator[]

这里的返回值是引用,因为我们可能需要修改这个字符,可以加一个assert,判断pos是否合法。

6.普通迭代器和const迭代器

普通迭代器和const迭代器的区别就是,const迭代器指向的内容不能被修改,所以需要在成员函数后面加上const修饰*this.

7.reserver

可以开一个新的capacity为n空间,然后将数据拷贝进去,释放掉原来的_str,然后将新的字符串赋值给_str,将capacity置为n.需要注意的是,开空间要比n多一个,用来存放\0。

8.push_back 

首先需要判断一下空间是否满了,满了的话则需要扩容。然后在_size的位置插入字符ch即可,再将_size++,最后将字符串末尾置为\0。

9.append

首先计算一下当前的_size+len是否大于容量,如果大于则需要扩容,直接使用reserve扩容即可。然后在_str+_size这个位置开始拷贝str,最后将_size更新即可。

10.operator+= 

直接复用push_back和append即可。

11.insert

在pos位置插入一个字符,可以先判断一下pos是否合理,再判断容量是否足够,然后开始挪动字符,需要注意的是pos是size_t类型,与int类型的end比较的话,while循环会出现死循环,所以需要强转一下,循环结束时就可以在pos位置插入字符了,再将_size++。

 插入字符串的话也差不多,但是需要使用strncpy控制一下长度,因为strcpy会把\0也拷贝进去,这样的话就覆盖掉一个字符了。

12.erase 

erase就是从pos位置开始删除len个字符,len这里我们可以给一个缺省值npos。接下来判断,如果没有给len,则从pos位置开始,将后面的字符串全部删除,如果pos+len>=_size,也就是要删除的部分超过了_size,这两种情况都可以在pos位置置为\0,因为字符串以\0结尾,就相当于删除了后面的字符,再将_size置为pos。

13.swap 

这里可以使用库里面的函数模板来实现。

14.find

查找字符的话就是直接暴力即可,如果没找到则返回npos。

查找字符串可以使用strstr,这个函数返回的是指针,如果返回的是空指针,则说明没有找到,否则可以使用返回的指针减去指向原字符串的指针。

15.substr

substr也是要首先考虑len的长度,然后我们创建一个string的对象str,先开end-pos个空间,然后使用运算符重载+=进行插入,最后返回str。还需要注意的是,返回值是进行了浅拷贝,创建了临时变量,实际上str已经销毁了,返回的是str的临时对象,而string内部有资源,浅拷贝的话有可能会发生问题,所以需要写一个拷贝构造来完成深拷贝。

 16.拷贝构造(深拷贝)

17.operator=

\

 18.clear

clear是为了清理数据,不会释放空间。

源码:

#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;static size_t npos = -1;
namespace zxf
{class string{public:typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}const_iterator begin()const{return _str;}const_iterator end()const{return _str + _size;}//string()//{//	_capacity = 0;//	_size = 0;//	_str = new char[1];//	_str[0] = '\0';//}string(const char* str=""){_capacity = strlen(str);_size = _capacity;_str = new char[_capacity+1];strcpy(_str, str); }//s2(s1)传统写法//string(const string& s)//{//	_str = new char[s._capacity + 1];//	strcpy(_str, s._str);//	_size = s._size;//	_capacity = s._capacity;//}//现代写法string(const string& s){string tmp(s._str);swap(tmp);}~string(){delete[] _str;_str = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}const char* c_str() const{return _str;}size_t size() const{return _size;}size_t capacity() const{return _capacity;}void reserve(size_t n){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[]_str;_str = tmp;_capacity = n;}void push_back(char ch){if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}_str[_size] = ch;_size++;_str[_size] = '\0';}void append(const char* str){size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, str);_size += len;}void insert(size_t pos,char ch){assert(pos >= 0 && pos <= _size);if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}int end = _size;while (end >= (int)pos){_str[end+1] = _str[end];end--;}_str[pos] = ch;_size++;}void insert(size_t pos, const char* str){assert(pos <= _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}int end = _size;while (end >= (int)pos){_str[end + len] = _str[end];end--;}strncpy(_str + pos, str,len);_size += len; }void erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos < _size);if (len == npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else{strcpy(_str + pos, _str + pos + len);_size -= len;}}void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}size_t find(char ch,size_t pos = 0){for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch)return i;}return npos;}size_t find(const char* str,size_t pos = 0){const char* ptr = strstr(_str, str);if (ptr == nullptr){return npos;}else{return ptr - _str;}}void clear(){_str[0] = '\0';_size = 0;}string substr(size_t pos = 0,size_t len = npos){assert(pos < _size);size_t end = pos + len;if (len == npos || pos + len >= _size){end = _size;}string str;str.reserve(end - pos);for (size_t i = pos; i < end; i++){str += _str[i];}return str;}string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}//string& operator=(const string& s)//{//	if (this != &s)//	{//		char* tmp = new char[s._capacity + 1];//		strcpy(tmp, s._str);//		delete[] _str;//		_str = tmp;//		_size = s._size;//		_capacity = s._capacity;//	}//	return *this;//}string& operator=(string s){swap(s);return *this;}const char& operator[](size_t pos) const{assert(pos <= _size);return _str[pos];}char& operator[](size_t pos) {assert(pos <= _size);return _str[pos];}private:size_t _capacity;size_t _size;char* _str;};ostream& operator<<(ostream& out, const string& s){for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){out << s[i];}return out;}istream& operator>>(istream& in,string& s){char ch;in >> ch;while (ch != ' ' && ch != '\n'){s += ch;in >>ch;}return in;}void Print_string(const string& s){for (int i = 0; i < s.size(); i++){cout << s[i];}cout << endl;}void test_string1(){string s1("hello world");cout<<s1.c_str() << endl;string::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){cout << *it;it++;}cout << endl;string::const_iterator cit = s1.begin();while (cit != s1.end()){cout << *cit;cit++;}cout << endl;}void test_string2(){string s1("hello world");s1 += " ";s1 += "zxf";string::iterator it = s1.begin();while (it != s1.end()){cout << *it;it++;}cout << endl;}void test_string3(){string s1("hello world");string s2 = s1;cout << s2.c_str() << endl;string s3 = s1.substr(2, 4);cout << s3.c_str() << endl;cout << s3 << endl;}
}

今天的分享到这里就结束了,感谢大家的阅读!

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