C++面试题之模拟实现string类
C++中的string类是一个很常见的面试题，string类里必须有的构造函数，拷贝构造，赋值运算符重载，析构函数等成员函数，下面看看是如何实现以及如何处理动态内存
拷贝构造的几种实现方法：
1.传统深拷贝
//传统深拷贝
String(const String& s)
:_str(new char[strlen(s._str) + 1]) //深拷贝构造函数
{
strcpy(_str, s._str);
cout << "String(const String& s)" << endl;
}
如果不用引用计数的话，在这里只能用深拷贝
深浅拷贝问题连接：http://blog.csdn.net/dream_1996/article/details/61923747
//现代方式拷贝
String(const String& s)
:_str(NULL)
{
String tmp(s._str);
std::swap(_str, tmp._str);
cout<<"String(const String& s)"<3.写时拷贝
//写时拷贝
String(const String& s)
:_str(s._str)
, _size(s._size)
{
++(*_size);
}
private:
char *_str;
int *_size;写时拷贝技术是通过"引用计数"实现的，因为浅拷贝的缺陷，所以在这个时候我们就引入了引用计数的拷贝。但是当其中一个对象改变它的值时，其他对象的值就会随之改变，所以此时我们采取这样一种做法，就是写时拷贝。写时拷贝指用浅拷贝的方法拷贝其他对象，多个指针指向同一块空间，只有当对其中一个对象修改时，才会开辟一个新的空间给这个对象，和它原来指向同一空间的对象不会收到影响。在定义成员变量的时候多分配4个字节，_size用来记录有多少个指针指向块空间，当有新的指针指向这块空间时，引用计数加一，当要释放这块空间时，引用计数减一(假装释放)，直到引用计数减为0时才真的delete掉这块空间。
赋值操作符重载的几种方法：
1.传统赋值
//传统赋值
String& operator=(const String& s2) //想要str1 = str2，不能直接让str1指向str2那段空间，必须从新开辟一段，否则会在析构时出问题
{
delete[] _str; //先把this指针指向的_str的空间释放了,再给_str开辟新的空间
if (_str != s2._str)
{
_str = new char[strlen(s2._str) + 1];
strcpy(_str, s2._str);
}
return *this;
}
注意上面s是引用，所以不用释放s的空间。
2.现代方法赋值
String& operator=(String s2) //这里调用拷贝构造函数开辟一段空间复制s2，然后交换s2和*this的字符串
{
std::swap(_str, s2._str);
return *this;
}3.写时赋值
//写时赋值s1 = s2
String& operator=(const String& s)
{
//1.判断s1和s2是否指向统一块空间
//2.减减s1指向空间的引用计数，若引用计数为0了，就释放s1的空间
if (_str != s._str)
{
if (--(*_size) == 0)
{
delete _size;
delete[] _str;
_str = NULL;
_size = NULL;
}
this->_str = s._str; //让s1._str指向s2._str
this->_size = s._size; //让s1._size指向s2._size
++(*s._size); //引用计数加1
}
return *this;
}当有的指针要改变这块空间的值时，再为_size指针分配自己的空间(注意这时引用计数的变化，旧空间的引用计数减一，新分配的空间引用计数加一)。
写时赋值也可以用现代赋值交换的方法：
String& operator=(String s) //这里会调用写时拷贝构造，会使s的引用计数加1
{
swap(_str, s._str);
swap(_size, s._size); //s在函数调用完就自动释放了
return *this;
}下面是一个用深拷贝的方式模拟实现string类的程序：
#include
#include
#include
#pragma warning (disable:4996)
using namespace std;
class String
{
friend ostream& operator<<(ostream& out, String& s);
public:
String(const char* str = "")
:_str(new char[strlen(str) + 1])
, _size(strlen(str))
, _capacity(strlen(str))
{
strcpy(_str, str);
}
String(const String& s)
{
String tmp(s._str);
this->Swap(tmp);
}
//检查并分配内存
void CheckCapacity(int count)
{
size_t len = _size + count;
if (len > _capacity)
{
char* tmp = (char*)realloc(_str, len + 1); //开辟空间时len+1是总长，不+1就没地放\0
if (tmp != NULL)
{
_str = tmp;
}
else
{
cout << "开辟内存失败" << endl;
exit(1);
}
_capacity = len;
}
}
//尾插
void PushBack(char ch)
{
CheckCapacity(5);
_str[_size] = ch;
_str[_size + 1] = '\0';
++_size;
}
//在指定位置插入指定长度的字符串对象
void Insert(size_t pos, const String&s, size_t SubPos, size_t Len)
{
assert(pos <= _size&&SubPos0) //插几个循环几次
{
--Len;
this->Insert(pos, s._str[SubPos - 1]);
++pos;
++SubPos;
}
}
//插入字符
inline void Insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
CheckCapacity(5);
int end = _size;
while (end >= pos)
{
_str[end + 1] = _str[end];
--end;
}
_str[pos] = ch;
++_size;
}
String SubStr(size_t pos, size_t len)
{
assert(pos < _size);
size_t count = len;
if (pos + len>_size - 1)
{
count = _size - pos;
}
String Sub;
Sub.CheckCapacity(count);
char* dst = Sub._str;
char* src = _str + pos;
for (size_t i = 0; i < count; i++)
{
dst[i] = src[i];
}
dst[count] = '\0';
Sub._size = count;
return Sub;
}
//插入指定字符串
void Insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
int len = strlen(str);
CheckCapacity(_size + len);
int end = _size;
while (end >= (int)pos)//1 2 3 4 5 6
{
_str[end + len] = _str[end];
--end;
}
int i = 0;
while (len)
{
_str[pos + i] = str[i];
--len;
++i;
_size++;
}
}
//删除指定长度字符串
void Erase(size_t pos, size_t len)
{
assert(pos < _size);
if ((pos + len) >= _size)
{
_size = pos;
_str[_size] = '\0';
}
else
{
char* dst = _str + pos + len;
char* src = _str + pos;
strcpy(src, dst);
_size -= len;
}
}
int Find(char ch)
{
int i = strlen(_str);
int j = 0;
for (j = 0; j < i; j++)
{
if (ch == _str[j])
{
return j;
}
}
return -1;
}
int Find(char* str)
{
int i = strlen(_str);
int j = 0;
for (j = 0; j < i; j++)
{
int n = j;
char* tmp = str;
while (*tmp == _str[n])
{
tmp++;
n++;
}
if (*tmp == '\0')
{
return j;
}
else
{
continue;
}
}
return -1;
}
//重载[]
char& operator[](const size_t a)
{
if (a<0 || a>_size)
{
cout << "修改对象字符下标有误" << endl;
exit(1);
}
return _str[a];
}
//赋值
String& operator=(String s)
{
this->Swap(s);
return *this;
}
//交换对象
void Swap(String& s)
{
swap(_str, s._str);
swap(_size, s._size);
swap(_capacity, s._capacity);
}
~String()
{
if (_str != NULL)
{
delete[] _str;
_size = NULL;
_size = _capacity = 0;
}
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
//重载输出符
ostream& operator<<(ostream& out, String& s)
{
out << s._str;
return out;
}
int main()
{
String s1("abaaaaaacdef");
String s2("123456");
//s1[5] = 'a'; //增
//s1.PushBack('a'); ////尾插
//s1.Insert(0, "c"); //插一串
//s2.Erase(0, 2); //删
String tmp = s1.SubStr(2, 6);
//int ret = s2.Find("345");
//if (ret == -1)
//{
// cout << "没找到" << endl;
//}
//else
//{
// cout << "在下标[" <