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string类
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
#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
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
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=
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~
