c++模擬實現(xiàn)string類詳情
一、string類簡介
標準庫類型string表示可變長的字符序列，使用string類型必須首先包含string頭文件。作為標準庫的一部分，string定義在命名空間std中。
二、模擬實現(xiàn)
成員變量
?? ?char* _str; ?? ?size_t _size; ?? ?size_t _capacity;?? ?//不包含最后做標識的'\0' ?? ?static const size_t npos;
_str用來存儲字符串，_size表示字符串有效數(shù)據(jù)個數(shù)，_capacity表示容量大小，其中不包含最后做標識的‘\0’。
例如這樣一段代碼：string str(“hello”);
npos是一個靜態(tài)成員常量，值為-1，因為size_t是無符號整數(shù)類型，所以它表示size_t類型的最大值。
當npos用在做成員函數(shù)中l(wèi)en的參數(shù)時，表示“直到字符串的結尾”，
例如用來刪除字符串中某一部分的函數(shù)erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)，如果沒傳參數(shù)len，那么就會從pos位置直接刪到最后。
當作為返回值時，npos通常表示不匹配，例如find函數(shù)返回npos，就意味著沒找到。
初始化string對象常用的幾種方式：
?? ?string s1("hello");?? ??? ? //默認初始化，s1是一個空字符串
?? ?string s2 = s1; ? ? ? ? ?//s2是s1的副本
?? ?string s3 = "hello";
?? ?string s4(5, 'c'); ? ? ? //s4的內容是ccccc成員函數(shù)
構造函數(shù)：
?string(const char* str = "")
?? ??? ?:_size(strlen(str))
?? ??? ?,_capacity(_size)
?? ?{
?? ??? ?_str = new char[_capacity + 1];
?? ??? ?strcpy(_str, str);
?? ?}這里需要注意的是參數(shù)列表的初始化順序與初始化列表列出的順序無關，只與它在類中聲明順序有關，由于我們聲明成員變量順序_size在_capacity前面，所以這里_size也要在_capacity前面。
容量_capacity中不包含’\0’，所以申請空間時多申請一位。
重載一個用來初始化s4的構造函數(shù)
?string(const size_t n, const char ch)
?? ??? ?:_size(n)
?? ??? ?, _capacity(_size)
?? ?{
?? ??? ?_str = new char[_capacity + 1];
?? ??? ?for (size_t i = 0; i < n; ++i)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?_str[i] = ch;
?? ??? ?}
?? ??? ?_str[_size] = '\0';
?? ?}拷貝構造：
?? ?string(const string& s)
?? ??? ?:_str(nullptr)
?? ?{
?? ??? ?string tmp(s._str);
?? ??? ?swap(tmp);
?? ?}
用s._str去構造臨時對象tmp，這里引用傳參s是s1的別名，tmp調用構造函數(shù)開空間拷貝數(shù)據(jù)，所以最后tmp和s1是一樣的數(shù)據(jù)一樣的大小，而tmp的空間是s2想要的，所以把他們交換。這樣s2就達到深拷貝的效果了。
tmp是局部對象，出函數(shù)作用域會調用析構函數(shù)，而s2的_str指向的位置是隨機值，把tmp和s2交換后tmp的_str就變成了隨機值，不能對一個隨機的位置進行釋放，所以先在參數(shù)列表中把s2的_str指向nullptr。
另外還需要提供一個swap函數(shù)交換兩個對象：
?? ?void swap(string& s)
?? ?{
?? ??? ?::swap(_str, s._str);
?? ??? ?::swap(_size, s._size);
?? ??? ?::swap(_capacity, s._capacity);
?? ?}賦值重載：
?? ?string& operator=(string s)
?? ?{
?? ??? ?swap(s);
?? ??? ?return *this;
?? ?}
string s1(“hello”);
string s2(“world”);
s2 = s1;s1傳值傳參給s，調用拷貝構造深拷貝，s和s1是一樣的，把s和s2交換，出函數(shù)作用域后形參s調用析構函數(shù)釋放資源。
析構函數(shù)：
?? ?~string()
?? ?{
?? ??? ?delete[] _str;
?? ??? ?_str = nullptr;
?? ??? ?_size = _capacity = 0;
?? ?}迭代器
迭代器是一個像指針一樣的東西，有可能是指針，也有可能不是指針。
begin()返回第一個有效數(shù)據(jù)位置的迭代器end()返回最后一個有效數(shù)據(jù)的下一個位置的迭代器vector/string這種底層用連續(xù)一段空間存儲數(shù)據(jù)，支持[ ] + 下標訪問，迭代器用原生指針即可。
普通迭代器：
?? ?typedef char* iterator;
?? ?
?? ?iterator begin()
?? ?{
?? ??? ?return _str;
?? ?}
?? ?
?? ?iterator end()
?? ?{
?? ??? ?return _str + _size;
?? ?}const迭代器：
?typedef const char* const_iterator;
?? ?
?? ?const_iterator begin() const
?? ?{
?? ??? ?return _str;
?? ?}
?? ?
?? ?const_iterator end() const
?? ?{
?? ??? ?return _str + _size;
?? ?}重載運算符[ ]
也一樣提供非const版本和const版本
?char& operator[](size_t pos)
?? ?{
?? ??? ?assert(pos < _size);
?? ??? ?return _str[pos];
?? ?}
?? ?
?? ?const char& operator[](size_t pos) const
?? ?{
?? ??? ?assert(pos < _size);
?? ??? ?return _str[pos];
?? ?}現(xiàn)在可以創(chuàng)建一個string對象并且遍歷了。
三、幾種常見函數(shù)
reserve()
reserve()函數(shù)用來修改字符串容量的大小。如果申請空間的newcapacity大于當前的capacity，則分配新的存儲空間，并使capacity 等于或大于 newcapacity。如果newcapacity小于當前容量，則是一個非綁定收縮請求。
從C++20起如果newcapacity小于或等于當前容量，則沒有效果。
? ?void reserve(size_t n)
?? ?{
?? ??? ?if (n > _capacity)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?char* tmp = new char[n + 1];
?? ??? ??? ?strcpy(tmp, _str);
?? ??? ??? ?delete[] _str;
?? ??? ??? ?_str = tmp;
?? ??? ??? ?_capacity = n;
?? ??? ?}
?? ?}resize()
resize()用來將字符串大小調整為n個字符的長度。
如果 n 小于當前字符串長度，則將當前size縮短為n。
如果 n 大于當前字符串長度，則通過在末尾插入所需數(shù)量的字符來擴展當前內容，以達到 n 的大小。 如果指定了字符，則將新元素初始化為該字符，否則初始化為空字符。
?void resize(size_t n, char ch = '\0')
?? ?{
?? ??? ?if (n < _size)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?_str[n] = '\0';
?? ??? ??? ?_size = n;
?? ??? ?}
?? ??? ?else
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?if (n > _capacity)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?reserve(n);
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?for (size_t i = _size; i < n; ++i)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?_str[i] = ch;
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?_size = n;
?? ??? ??? ?_str[_size] = '\0';
?? ??? ?}
?? ?}push_back()
將給定字符加到字符串的末尾。
?void push_back(char ch)
?? ?{
?? ??? ?if (_size >= _capacity)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;
?? ??? ??? ?reserve(newcapacity);
?? ??? ?}
?? ??? ?_str[_size] = ch;
?? ??? ?++_size;
?? ??? ?_str[_size] = '\0';?? ?
?? ?}append()
在字符串結尾添加字符串
?void append(const char* str)
?? ?{
?? ??? ?size_t len = strlen(str);
?? ??? ?if (_size + len > _capacity)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?reserve(_size + len);
?? ??? ?}
?? ??? ?strcpy(_str + _size, str);
?? ??? ?_size += len;
?? ?}有了push_back()和append()就很方便重載+=
重載+=
右操作數(shù)為字符：
? ?string& operator+=(char ch)
?? ?{
?? ??? ?push_back(ch);
?? ??? ?return *this;
?? ?}右操作數(shù)為字符串：
?? ?string& operator+=(const char* str)
?? ?{
?? ??? ?append(str);
?? ??? ?return *this;
?? ?}右操作數(shù)為對象：
?? ?string& operator+=(const string& s)
?? ?{
?? ??? ?*this += s._str;
?? ??? ?return *this;
?? ?}insert()
在字符串任意位置插入一個字符或字符串。push_back()和append()都可以復用insert()。
插入字符：
?? ?string& insert(size_t pos, char ch)
?? ?{
?? ??? ?assert(pos <= _size);
?? ??? ?if (_size == _capacity)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;
?? ??? ??? ?reserve(newcapacity);
?? ??? ?}
?? ??? ?for (size_t i = _size + 1; i > pos; --i)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?_str[i] = _str[i - 1];
?? ??? ?}
?? ??? ?_str[pos] = ch;
?? ??? ?++_size;
?? ??? ?return *this;
?? ?}插入字符串：
?string& insert(size_t pos, const char* str)
?? ?{
?? ??? ?assert(pos <= _size);
?? ??? ?size_t len = strlen(str);
?? ??? ?if (len + _size > _capacity)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?reserve(len + _size);
?? ??? ?}
?? ??? ?for (size_t i = _size + len; i >= (pos + len); --i)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?_str[i] = _str[i - len];
?? ??? ?}
?? ??? ?for (size_t i = 0; i < len; ++i)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?_str[pos + i] = str[i];
?? ??? ?}
?? ??? ?_size += len;
?? ??? ?return *this;
?? ?}erase()
刪除字符串的一部分，減少它的長度，如果沒給參數(shù)len就會從pos位置直接刪到最后。
?string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
?? ?{
?? ??? ?assert(pos < _size);
?? ??? ?if (len >= (_size - pos))
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?_str[pos] = '\0';
?? ??? ??? ?_size = pos;
?? ??? ?}
?? ??? ?else
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?for (size_t i = pos + len; i <= _size; ++i)
?? ??? ??? ?{
?? ??? ??? ??? ?_str[i - len] = _str[i];
?? ??? ??? ?}
?? ??? ??? ?_size -= len;
?? ??? ?}
?? ??? ?return *this;
?? ?}find()
查找從pos位置開始第一個給定字符或字符串。找到了返回對應字符或子串第一個字符第一次出現(xiàn)的位置，沒找到返回npos。
查找字符：
?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;
?? ?}查找字符串：
? ?size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)
?? ?{
?? ??? ?const char* p = strstr(_str + pos, sub);
?? ??? ?if (p)
?? ??? ??? ?return p - _str;
?? ??? ?return npos;
?? ?}四、操作符重載
流插入<<
?? ?ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
?? ?{
?? ??? ?for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?out << s[i];
?? ??? ?}
?? ??? ?return out;
?? ?}流提取>>
?? ?istream& operator>>(istream& in, string& s)
?? ?{
?? ??? ?s.clear();
?? ??? ?char ch = in.get();
?? ??? ?while (ch != ' ' && ch != '\n')
?? ??? ?{
?? ??? ??? ?s += ch;
?? ??? ??? ?ch = in.get();
?? ??? ?}
?? ??? ?return in;
?? ?}其他運算符重載和一些簡單的函數(shù)在完整代碼給出。
到此這篇關于c++模擬實現(xiàn)string類詳情的文章就介紹到這了,更多相關c++模擬實現(xiàn)string類 內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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