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string类（上）

string类

二、模拟实现string类1、头文件string.h2、常见构造3、容量函数4、访问及遍历5、类对象修改6、流插入流提取重载

二、模拟实现string类

今天我们来实现一下上篇文章中详细介绍过的接口

1、头文件string.h

<code>#pragma once

#include <iostream>

#include <assert.h>

//const和非const迭代器

typedef char* iterator;

typedef const char* const_iterator;

namespace little_monster

{

class string

{

public:

//重载流输入流提取操作符

friend std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const string& s)

{

for (auto ch : s)

{

out << ch;

}//范围for一个一个读取

return out;

}

friend std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s)

{

s.clear();//清理掉原来的资源

char buff[129];

size_t i = 0;

char ch;

ch = in.get();//获取第一个字符

while (ch != ' ' && ch != '\n')

{

buff[i++] = ch;

if (i == 128)

{

buff[i] = '\0';

s += buff;

i = 0;

}

ch = in.get();

}//持续获取字符，如果满128就存到s中，将i置为0继续获取，直到遇到空格或者换行停止获取

if (i != 0)

{

buff[i] = '\0';

s += buff;

}//如果此时的i不为0，那么就在此位置加一个'\0'，这个位置是有效数据的后一个位置

return in;

}

//定义一个npos

const static size_t npos = -1;

//构造、拷贝、析构函数

string(const char* str);

string(const string& s);

~string();

//有关于类容量的接口

size_t size() const;//当前数据个数

size_t capacity() const;//容量

bool empty();//判空

void reserve(size_t n);//预留空间

void clear();//清理资源

void resize(size_t n,char ch);//调整大小并补齐

//访问以及遍历的接口

char& operator[](size_t pos);

const char& operator[](size_t pos) const;//重载下标访问操作符

iterator begin();

const_iterator begin() const;//迭代器begin

iterator end();

const_iterator end() const;//迭代器end

//迭代器有很多都是指针，但也有很多不是指针，string类这里的迭代器是指针

//类对象修改的接口

void push_back(char ch);//尾插一个字符

void append(const char* str);//尾插一个字符串

string& operator+=(char ch);//尾插一个字符

string& operator+=(const char* str);//尾插一个字符串

void insert(size_t pos,char ch);//pos位置插入一个字符

void insert(size_t pos, const char* str);//pos位置插入一个字符串

void erase(size_t pos,size_t len);//pos位置开始往后删除len个字符

size_t find(char ch, size_t pos);//从pos位置开始往后查找到第一个ch字符，返回它的索引

size_t find(const char* sub,size_t pos);

//pos位置开始往后查找到第一个sub指向的字符串，返回第一个字符的索引

const char* c_str() const;//类转化为c格式

string substr(size_t pos,size_t len);//从字符串pos位置开始提取len个字符

string& operator=(string tmp);//重载=操作符

//重载运算符接口

bool operator<(const string& s) const;

bool operator==(const string& s) const;

bool operator>(const string& s) const;

bool operator<=(const string& s) const;

bool operator>=(const string& s) const;

bool operator!=(const string& s) const;

//类交换函数

void swap(string& s);

private:

char* _str;//指向字符串的指针

size_t _size;//字符个数

size_t _capacity;//容量

};

}

2、常见构造

构造函数、拷贝构造、析构函数

//交换函数

void::string::swap(string& s)

{

std::swap(_str, s._str);

std::swap(_capacity, s._capacity);

std::swap(_size, s._size);

//交换值

}

//构造函数

string::string(const char* str = "")//给一个缺省值，在无参时为'\0'

:_size((size_t)strlen(str))//强制类型转换为size_t型

, _capacity(_size)

{

_str = new char[_capacity + 1];

strcpy(_str, str);

}

//拷贝构造函数

string::string(const string& s)

:_str(nullptr)

,_size(0)

,_capacity(0)

{

string tmp(s._str);

swap(tmp);

}

//析构函数

string::~string()

{

if(_str)

{

delete[] _str;

_str = nullptr;

_size = _capacity = 0;

}

}

构造函数new的地方开多一个空间放’\0’,因为是字符串，由于初始化时的顺序是按照声明的顺序，在初始化列表初始化指针_str会因为容量无数据导致随机值，所以我们不用初始化列表初始化指针_str，等它们通过初始化列表初始化完成后再赋初值

拷贝构造函数是拷贝构造的一种方法，创建一个拷贝对象，将该对象按照初始化列表初始化为一个空类，用s的_str指针构造一个tmp类，然后将tmp类的参数与空类的参数进行swap互换，这样此时的空类也就是拷贝对象就有了数据，并且tmp作为一个临时类，会在函数结束后自动调用析构函数析构

析构函数就很简单了，按照delete[]的方式释放空间后将指针_str置为空，然后将容量和大小置为0，但其实容量和大小没必要操作的，这个无所谓

构造函数和拷贝构造调试：

析构函数调试：先析构s2再析构s1

3、容量函数

size、empty、capacity、reserve、clear、resize

函数后面加一个const我们讲过，因为this指针是隐参数，不能在括号里边修饰，后加const修饰的是隐参数this

<code>size_t string::size() const

{

return _size;

}

size_t string::capacity() const

{

return _capacity;

}

bool string::empty()

{

if (_size == 0)

{

return true;

}

return false;

}

void string::reserve(size_t n)

{

if (n > _capacity)//n < _capacity不用预留

{

char* tmp = new char[n + 1];//创建一个指针tmp指向new出来的n+1大小的字符串位置

strcpy(tmp, _str);//将内容拷贝过去

delete[] _str;//释放原来的空间

_str = tmp;//指针指向tmp的位置

_capacity = n;//将容量置为n

}//这里不用担心tmp没有置空的问题，因为除了作用域tmp就会销毁，其他人是访问不到的

}

void string::clear()

{

_str[0] = '\0';

_size = 0;

}//将第一个位置放\0，然后size为0就可以使后来的数据覆盖原来的数据，访问时也只有\0

void string::resize(size_t n,char ch = '\0')

{

if (n <= _size)

{

_str[n] = '\0';

}//如果n<=size，就是缩小或者不动，直接在n的位置放一个'\0'就可以了

else

{

reserve(n);//如果n>_size，不管_capacity是多大直接预留出n个位置

while (n > _size)

{

_str[_size] = ch;

++_size;

}//将ch填充进去，ch若是没有就是缺省参数'\0'

_str[_size] = '\0';//在最后的位置填一个'\0'

}

}

4、访问及遍历

operator[]、begin和end

<code>char& string::operator[](size_t pos)

{

assert(pos < _size);

return _str[pos];

}

const char& string::operator[](size_t pos) const

{

assert(pos < _size);

return _str[pos];

}

iterator string::begin()

{

return _str;

}

const_iterator string::begin() const

{

return _str;

}

iterator string::end()

{

return _str + _size;

}

const_iterator string::end() const

{

return _str + _size;

}

范围for用的就是迭代器begin和end

这是还未进入范围for的调试过程

进入范围for，首先找到迭代器begin

然后找到迭代器end

5、类对象修改

operator+=、push_back、append、insert、erase、find、c_str、substr、operator=

<code>void string::push_back(char ch)

{

if (_size == _capacity)

{

reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);

}//空间问题，如果空间为0，则开辟空间

_str[_size++] = ch;

_str[_size] = '\0';//在最后的位置插入后++，在++后的位置放一个'\0'

}

void string::append(const char* str)

{

size_t len = strlen(str);//len是字符串有效字符的个数

if (_capacity < (len + _size))

{

reserve(len + _size);

}//如果容量较小，就预留出刚刚够的空间

strcpy(_str + _size, str);//将str拷贝到_str的后面，strcpy的拷贝是包括'\0'的

_size += len;

}

string& string::operator+=(char ch)

{

push_back(ch);

return *this;//复用push_back

}

string& string::operator+=(const char* str)

{

append(str);

return *this;//复用append

}

void string::insert(size_t pos, char ch)

{

assert(pos <= _size);

size_t n = _size + 1;

if (_size == _capacity)

{

reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);

}

while (pos < n)

{

_str[n] = _str[n - 1];

--n;

}

_str[pos] = ch;

++_size;

}

void string::insert(size_t pos, const char* str)

{

assert(pos <= _size);

size_t len = strlen(str);

if (len + _size > _capacity)

{

reserve(len + _size);

}

int n = (int)_size;

while (n >= (int)pos)

{

_str[n + len] = _str[n];

--n;

}

strncpy(_str + pos, str, len);

_size += len;

}

void string::erase(size_t pos, size_t len = npos)

{

assert(pos < _size);

if (len == npos || len + pos > _size)

{

_str[pos] = '\0';

_size = pos;

}//如果len太大，就是从pos开始往后删干净

else

{

size_t begin = pos + len;//这里的begin其实是移动数据的begin而不是删除那段数据的begin

while (begin < _size)

{

_str[begin - len] = _str[begin];

begin++;

}//将数据移动到len个位置之前

_size -= len;

}

}

size_t string::find(char ch, size_t pos = 0)

{

for (int i = (int)pos; i < _size; i++)

{

if (_str[i] == ch)

{

return i;

}

}

return npos;

}

size_t string::find(const char* sub, size_t pos = 0)

{

const char* p = strstr(_str, sub);

if (p)

{

return p - _str;

}

return npos;

}

string string::substr(size_t pos, size_t len = npos)

{

string s;

size_t end = pos + len;//找到末尾的位置end

if (len == npos || pos + len >= _size)

{

len = _size - pos;

end = _size;

}//如果len太大就直接从pos位置截取到最后

s.reserve(len);//给新创建的类预留len大小的空间

for (size_t i = pos; i < end; i++)

{

s += _str[i];

}//从pos位置开始，一直到end，输入所需要插入的字符

return s;

}

string& string::operator=(string tmp)

{

swap(tmp);

return *this;

}

const char* string::c_str() const

{

return _str;

}

insert一个字符这里，插入一个字符，就是在最后位置开始往后移动一位，一直到pos位置，这样pos位置就空出来了，再把ch字符填入到pos位置，比较简单

insert字符串也是差不多的方法，插入一个字符串，用类似append那里的方法，先要知道当前的容量够不够容纳这两段字符串，然后不够就用reserve预留空间，然后再将字符从最后面挨个王后移动 len 位次，最后把字符串放里边，当然这次不要’\0’，所以我们用strncpy

find一个字符这里，找到从pos位置开始的第一个字符ch很简单，直接for循环比对就可以了，比较简单

find字符串需要请出C语言中的函数strstr，它可以比对两个指针指向位置的字符串是否有重合的部分，如果有就返回重合那部分的指针，如果没有返回空，指针减去指针得到两指针之间的数据个数

operator=的实现方式是一种极简的方法，也叫现代方法，直接将两者的数据进行交换，参数类tmp在出作用域也会自动调用析构函数销毁，代码简洁，很方便

6、流插入流提取重载

代码搁上边头文件里

今日分享就到这了~