C++(string 类模拟实现）

前提知识：上一章介绍了库里面关于string的诸多接口，这章我要根据库里的相关接口，自己实现。

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1.成员变量：

我们需要定义起始位置，已经有效字符个数和容量。

	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;

2.默认成员函数：

2.1构造函数

默认给的缺省值是空串

		string(const char *str = "")

			: _size(strlen(str))
	
		{
			_capacity = _size;
			_str = new char[_capacity + 1];
			strcpy(_str, str);

		}

2.2拷贝构造函数 

		//拷贝构造函数
		string(const string& s)
		{
			_str = new char (s._capacity + 1);
			memcpy(_str, s._str, s._size + 1);
			_size = s._size;
			_capacity = s._capacity;
		}

2.3赋值构造

		//赋值构造  先调用拷贝构造
		string& operator = (string tmp)
		{
			//	if (this != &s)
			//	{
			//		string tmp(s);

			//		//this->swap(tmp);
			//		swap(tmp);
			//	}

			//	return *this;
			swap(tmp);
			return *this;
		}

2.4析构函数

		//析构函数
		~string()
		{
			delete[] _str;
			_str = nullptr;
			_size = 0;
			_capacity = 0;
		}

3其他成员函数

3.1交换

		//交换
		void swap(string s)
		{
			std::swap(_str,s._str);
			std::swap(_size, s._size);
			std::swap(_capacity, s._capacity);

		}

3.2c_str函数

		//返回字符串首地址
		const char* c_str()
		{
			return _str;
		}

3.3元素个数

		// 返回元素个数
		size_t size()
		{
			return _size;
		}

3.4operator[ ]

3.4.1普通版本

		//根据下标寻找元素
		char& operator[](int pos)
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}

3.4.2const 版本

		//根据下标寻找元素 const版本
		const char& operator[](int pos) const
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}

 

3.5迭代器和范围for

3.5.1普通迭代器版本

		typedef char* iterator;

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

3.5.2const迭代器版本

		const_iterator begin() const
		{
			return _str;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _str + _size;
		}

3.6扩容

3.6.1reserve

		//扩容 不需要返回值，改变容量和长度就行
		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				char * tmp = new char[n + 1];//有结束标识符 \0
				memcpy(tmp, _str,_size + 1);
				delete [] _str;
				_str = tmp;
				_capacity = n;

			}
			
		}

3.6.2resize

		void resize(size_t n ,char ch = '\0')
		{
			if (n < _capacity)
			{
				_size = n;
				_str[_size] = '\0';
			}
			else
			{
				reserve(n);
				for (int i = _size; i < n; ++i)
				{
					_str[i] = ch;
				}
				_size = n;
				_str[_size] = '\0';
			}
		}

3.7尾插

3.7.1尾插字符push_back

		void push_back(char ch)
		{
			//判断是否需要扩容
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);

			}
			_str[_size] = ch;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';//结束标志位
		}

3.7.2尾插字符串 append

		// 尾插 字符串
		void append(const char* string)
		{
			size_t len = strlen(string);

			if (_size + len > _capacity)
			{
				reserve(_size + len);

			}
			strcpy(_str + _size, string);
			_size += len;
			//无须给停止标志位，因为是字符串
		}

3.7.3连接重载 operator +=

		// += 实现尾插
		// this指针指向对象 ，对this解引用就是 对象内容
		string& operator +=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}
		string& operator +=(const char *string)
		{
			append(string);
			return *this;
		}

3.8插入insert

3.8.1插入字符

		//插入字符
		void insert(size_t pos,char ch, size_t n)
		{
			assert(pos <= _size);
			if (_size + n > _capacity)
			{
				reserve(_size + n);
			}
			//挪动数据
			size_t end = _size;
			while (end >= pos && end!= npos)
			{
				//当一个数字都没有的时候 会发生越界
				_str[end + n] = _str[end];
				--end;
			}
			//插入数据
			for (int i = 0; i < n; i++)
			{
				_str[pos + i] = ch;
			}
			_size += n;


		}

3.8.2插入字符串

		//插入字符串
		void insert(size_t pos, char* str)
		{
			assert(pos <= _size);
			size_t len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				reserve(_size + len);
			}
			//挪动数据
			size_t end = _size;
			while (end >= pos && end != npos)
			{
				_str[end + len] = _str[end];
				--end;
			}
			//插入数据
			for (size_t i = 0; i < len; i++)
			{
				_str[pos + i] = str[i];
			}
			_size += len;
			
		}

 

3.9擦除erase

		//擦除
		void erase(size_t pos, size_t n = npos)
		{
			assert(pos <= _size);
			if (n == npos || pos + n >= _capacity)
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
				_str[_size] = '\0';

			}
			else
			{
				size_t end = pos + n;
				while (end <= _size)
				{
					_str[pos++] = _str[end++];
				}
				_size -= n;
			}
		
		}

3.10查找find

3.10.1查找字符

		//发现
		size_t find(char ch,size_t pos = 0)
		{
			assert(pos < _size);
			for (size_t i = pos; i < _size; i++)
			{
				if (_str[i] == ch)
				{
					return i;
				}
			}
			return npos;
		}

3.10.2查找字符串

		//发现字符串
		size_t find(const char* str, size_t pos = 0)
		{
			assert(pos < _size);

			const char* ptr = strstr(_str + pos, str);
			if (ptr)
			{
				return ptr - _str;
			}
			else
			{
				return npos;
			}
		}

3.11返回子串substr

		// 从某个位置开始 返回长度的字符串
		string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos)
		{
			assert(pos < _size);
			size_t n = len;
			if (len == npos || pos + len > _capacity)
			{
				n = _size - pos;
			}
			string tmp;//临时创建一个对象
			tmp.reserve(n);
			for (size_t i = 0; i < n; i++)
			{
				tmp += _str[i];
			}

			return tmp;

		}

3.12清空clear

		//清空函数
		void clear()
		{
			_str[_size] = '\0';
			_size = 0;
		}

3.13比较

3.13.1 operator <()

	    //重载实现 string对象的<
		bool operator <(const string& s) const
		{
			int ret = memcmp(_str, s._str, _size < s._size?_size : s._size);  // 定义一个变量  用来接收 比较两个字符串 长度较小的那个，如果相等则为0，如果大于则为正值，如果小于则为负。

			return ret == 0 ? _size < s._size : ret < 0;
		}

3.13.2operator==()

		bool operator == (const string& s) const
		{
			return _size == s._size && memcmp(_str, s._str, _size)==0;
		}

3.13.3 operator<=()

		bool operator <= (const string& s) const
		{
			return *this < s || *this == s;
		}

3.13.4operator>()

		bool operator > (const string& s) const
		{
			return !(*this <= s);
		}

3.13.5operator>=()

		bool operator >= (const string& s) const
		{
			return !(*this < s);
		}

3.13.6operator!=()

		bool operator !=  (const string& s) const
		{
			return !(*this == s);
		}

3.14流插入、提取

3.14.1operator <<

	//流插入
	ostream& operator << (ostream& out, const string& s)
	{
		for (auto ch : s)
		{
			out << ch;
		}
		return out;
	}

3.14.2operator >>

	//流提取
	istream& operator >> (istream& in, string& s)
	{
		s.clear();
		char ch = in.get();//定义一个字符接收
		//处理前面缓冲区的空格和换行
		while (ch == ' ' || ch == '\n')
		{
			ch = in.get();
		}
		char buff[128];
		int i = 0;

		while ( ch != '\n')
		{
			buff[i++] = ch;

			if (i == 127)
			{
				buff[i] = '\0';
				s += buff;
				i = 0;
			}
			ch = in.get();
		}
		if (i != 0)
		{
			buff[i] = '\0';
			s += buff;
		}
		return in;
	}