C++：string的模拟实现

目录

1.string的四大默认函数

1.1构造函数

1.2析构函数

1.3拷贝构造

1.4赋值运算符重载

2.访问string的三种方式

2.1[]访问

2.2迭代器访问

2.3范围for(本质是迭代器)

3.string相关功能的实现

3.1modify

3.2capacity

3.3access

3.4relations

3.5补充

4.补充

---

1.string的四个默认函数

1.1构造函数

		//构造函数
		String(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
		{
			if (str == nullptr) 
				exit(-1);

			_capacity = _size == 0 ? 3 : _size;
			_str = new char[_capacity + 1];
			strcpy(_str,str);

		}

1.2析构函数

		//析构函数
		~String() 
		{
			if (_str == nullptr)
				assert(false);

			delete[] _str;
            _str = nullptr;
			_size = _capacity = 0;
		}

1.3拷贝构造

		//拷贝构造
		String(const String& s) 
		{
			_str = new char[strlen(s._str)+1];
			strcpy(_str,s._str);
		}

1.4赋值运算符重载

		//赋值运算符
		String& operator=(const String& s) 
		{
			if (this != &s) 
			{
				char* tmp = new char[strlen(s._str)+1];
				strcpy(tmp,s._str);
				delete[] _str;

				_str = tmp;
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;
			}
			return *this;
		}

2.访问string的三种方式

2.1[]访问

		char& operator[](size_t pos) 
		{
			return *(_str + pos);
		}

2.2迭代器访问

		//迭代器
		typedef char* iterator;
		typedef const char* const_iterator;


		iterator begin() 
		{
			return _str;
		}

		iterator begin()const
		{
			return _str;
		}

		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}

		iterator end()const
		{
			return _str + _size;
		}

2.3范围for(本质是迭代器)

	//范围for
	cout << "范围for: ";
	for (auto ch : s1) 
	{
		cout << ch;
	}

3.string相关功能的实现

3.1modify

-push_back

		//尾插一个字符
		void push_back(char ch) 
		{
			//检查是否扩容
			if (_size + 1 > _capacity)
				reserve(2*_capacity);

			//插入数据
			_str[_size] = ch;
			++_size;

			_str[_size] = '\0';
		}

-+= 字符

		//重载
		String& operator+=(char ch) 
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}

-append

		//append
		void append(const char* str) 
		{
			int len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity) //扩容
			{
				reserve(_capacity + len);
			}
			//插入数据
			strcat(_str,str);
			_size += len;
		}

-+=字符串

		//重载+=
		String& operator+=(const char* str) 
		{
			append(str);
			return *this;
		}

-clear

		//clear
		void clear() 
		{
			_size = 0;
			_str[_size] = '0';
		}

-swap

		//swap
		void swap(String& s) 
		{
			std::swap(_str,s._str);
			std::swap(_size,s._size);
			std::swap(_capacity, s._capacity);
		}

-C格式字符串

		//C格式的字符串
		const char* c_str()const
		{
			return _str;
		}

3.2capacity

-size

		//获取长度
		size_t size()const
		{
			return _size;
		}

-capacity

		//获取容量
		size_t size()const
		{
			return _capacity;
		}

-bool empty

		bool empty()const
		{
			return _size == 0;
		}

-reserve(扩容)

		//reserve(扩容)
		void reserve(size_t n)
		{
			if (n < _size) //删除数据
			{
				_str[n] = '\0';
			}
			if (n > _capacity)
			{
				//拷贝原来的数据
				char* tmp = new char[n + 1];
				strcpy(tmp, _str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_capacity = n;
			}
		}

-resize

		void resize(size_t n,char ch = '\0')
		{
			if (n < _size) 
			{
				_size = n;//删除数据
				_str[_size] = '\0';
			}
			else //n>=_size
			{
				if (n > _capacity)
				{
					reserve(n);
				}
				//将剩余的字符初始化
				size_t i = _size;
				while (i < n)
				{
					_str[i] = ch;
					i++;
				}
				_size = n;//改变size大小
				_str[_size] = '\0';
			}
		}

3.3access

		// access
		char& operator[](size_t pos)
		{
			return *(_str + pos);
		}

		char& operator[](size_t pos)const
		{
			return *(_str + pos);
		}

3.4relations

		//relational operators
		bool operator<(const String& s) 
		{
			return strcmp(_str, s._str) < 0;
		}
		bool operator <=(const String& s)
		{
			return strcmp(_str, s._str) <= 0;
		}
		bool operator>(const String& s)
		{
			return strcmp(_str, s._str) > 0;
		}
		bool operator >=(const String& s)
		{
			return strcmp(_str, s._str) >= 0;
		}
		bool operator==(const String& s) 
		{
			return strcmp(_str,s._str) == 0;
		}
		bool operator!=(const String& s)
		{
			return strcmp(_str, s._str) != 0;
		}

3.5补充

1.-find     //返回c再string中第一次出现的位置

		//返回c再string中第一次出现的位置
		size_t find(char c,size_t pos = 0) 
		{
			assert(pos < _size);
			while (pos< _size) 
			{
				if (_str[pos] == c) 
				{
					return pos;
				}
				pos++;
			}
			return npos;
		}

--find   //字符串

		//返回子字串在string中第一次出现的位置
		size_t find(const char* str, size_t pos = 0)const
		{
			return strstr(_str,str+pos) - _str - pos;
		}

2.//在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置

-字符

		//在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置
		size_t insert(size_t pos ,char ch )
		{
			assert(pos < _size);
			//判断是否需要扩容
			if (_size + 1 > _capacity) 
			{
				reserve(2*_capacity);
			}
			//从后往前挪动数据
			size_t end = _size + 1;
			while (end > pos) 
			{
				_str[end] = _str[end - 1];
				end--;
			}

			//在pos位置插入数据
			_str[pos] = ch;
			//更新_size
			_size++;
			return pos;
		}

-字符串

		size_t insert(size_t pos, const char* str) 
		{
			assert(pos < _size);
			size_t len = strlen(str);
			//扩容
			if (_size + len > _capacity) 
			{
				reserve(_capacity + len);
			}

			//挪动数据
			size_t end = _size + len;
			while (end - len > pos) 
			{
				_str[end] = _str[end - len];
				end--;
			}
			//在pos位置插入字符串
			strncpy(_str + pos ,str,len);
			//更新_size
			_size += len;

			return pos;
		}

//删除数据

		// 删除pos位置上的元素，并返回该元素的下一个位置
		
		String& erase(size_t pos,size_t len) 
		{
			assert(pos < _size);
			//将pos后的数据删完
			if (len == npos || pos + len > _size) 
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos ;
			}
			else //删除一部分
			{
				//把删除len后面的数据拷贝到pos后
				strcpy(_str + pos ,_str + pos + len);
				_size -= len;
			}
			return *this;
		}

3.>>与<<的重载

<<

	ostream& operator<<(ostream& _cout, const my_func::String& s)
	{
		for (auto e : s)
		{
			_cout << e;
		}
		_cout << endl;
		return _cout;
	}

>>

	istream& operator>>(istream& _cin,my_func::String& s)
	{	
		s.clear();//清空之前的内容
        //先往数组里面放，满了/读取到'\n'再往s里面放
        //这样避免频繁的扩容
        
		char buff[128];
		char ch = cin.get();
		size_t i = 0;
		while (ch != '\n')
		{
			buff[i++] = ch;
			if (i == 127) 
			{
				s += buff;//满了往s里面加
				i = 0;
			}
			ch = cin.get();//继续读取
		}

		if (i != 0) 
		{
			s += buff;
		}
		return _cin;
	}

4.补充

1.reserve与resize

reserve不会改变_size的大小（有效元素的个数）

（当reserve的参数小于string的底层空间总大小时，reserver不会改变容量大小。）

resize会改变并且用字符初始化多出来的空间

（resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变）

2.str与c_str

• c_str是string类提供的成员函数，用于将string对象转换为C风格的字符串（以空字符结尾的字符数组）。

示例：

c_str在使用cout打印的时候，遇到\0就会停止打印

str    在使用重载后的<<打印，是按_size打印的