string类的实现
string类的常用相关接口
- 构造函数，析构函数
- 运算符的重载
- c_str函数、reserve函数、resize函数
- push_back函数、append函数
- 迭代器的实现
string类成员变量的定义
class string
{
private:
char*_str;
size_t size;//string类的大小
size_t capacity;//string类存储容量
public:
const static size_t npos=-1;
}
string类构造函数的实现
1.构造函数的实现
使用**“”**空字符串作为缺省参数，常量字符串末尾有‘\0’，当不传参时，_str只存着一个‘\0’
string(const char* str="")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity+ 1];//多开一位用来存放'\0'
memcpy(_str, str, _size + 1);
}
- 拷贝构造函数的实现
这里的tmp变量属于局部变量，当拷贝构造函数调用完以后栈帧会销毁，tmp变量也会跟着销毁了。
//方法一：
void swap(string& s)
{
::swap(_str, s._str);
::swap(_size, s._size);
::swap(_capacity, s._capacity);
}
string(const string& s)
:_str(nullptr)
,_size(0)
,_capacity(0)//使用初始化列表初始化
{
string tmp(s._str);
swap(tmp); //this->swap(tmp);
}
//方法二：
string(const string& s)
:_str(new char[s._capacity + 1])
, _size(s._size)
, _capacity(s._capacity)
{
memcpy(_str, s._str, _size + 1);
}
注意：同一个类域中，类的成员变量可以相互访问
string类析构函数的实现
~string()
{
if (_str)
{
delete [] _str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
}
string类c_str函数实现
返回字符串指针（该字符串的首地址）
const char* c_str(const string& s)
{
return s._str;
}
string类size函数的实现
_size为私有成员变量，在类域外需要通过函数才能调用进行间接访问
size_t size()const
{
return _size;
}
string类capacity函数的实现
size_t capacity()const
{
return _capacity;
}
string类reserve函数的实现
功能：扩容
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
//strcpy(tmp, _str);
memcpy(tmp, _str, _size+1);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
string类resize函数的实现
功能：有缩容的作用和初始化的作用，还有扩容的作用
当传的值比实际的容量小时，会进行缩容，当传的值比实际的值大时，会进行扩容并初始化
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n < _size)
{
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
else
{
reserve(n);
for (size_t i = _size; i < n; i++)
{
_str[i] = ch;
}
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
}
string类push_back的实现
一次尾插入一个字符
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
// 2倍扩容
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size] = ch;
++_size;
_str[_size] = '\0';
}
string类append函数的实现
一次尾插入一个字符串
void append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
// 至少扩容到_size + len
reserve(_size+len);
}
//strcpy(_str + _size, str);
memcpy(_str + _size, str, len+1);
_size += len;
}
string类运算符的重载
1、比较运算符重载
运算符重载之间可以进行运算符的复用
bool operator<(const string& s) const
{
int ret = memcmp(_str, s._str, _size < s._size ? _size : s._size);
return ret == 0 ? _size < s._size : ret < 0;
}
bool operator==(const string& s) const
{
return _size == s._size
&& memcmp(_str, s._str, _size) == 0;
}
bool operator<=(const string& s) const
{
return *this < s || *this == s;//运算符复用
}
bool operator>(const string& s) const
{
return !(*this <= s);
}
bool operator>=(const string& s) const
{
return !(*this < s);
}
bool operator!=(const string& s) const
{
return !(*this == s);
}
2、复制运算符的重载
swap函数前面有
//方法一：
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
char* tmp = new char[s._capacity + 1];
memcpy(tmp, s._str, s._size+1);
delete[] _str;
_str = tmp;
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
return *this;
}
//方法二：
string& operator=(string tmp)
{
swap(tmp);
return *this;
}
3、【】运算符的重载
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
const char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
clear函数的重载
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
4、输入输出运算符的重载
1.输出运算符重载
范围for实现迭代器以后方可使用
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
/*for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
out << s[i];
}*/
for (auto ch : s)
{
out << ch;
}
return out;
}
2.输入运算符重载
创建一个buff数组，用来存储输入的字符，这样可以有效的节省空间
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
char ch = in.get();
// 处理前缓冲区前面的空格或者换行
while (ch == ' ' || ch == '\n')
{
ch = in.get();
}
//in >> ch;
char buff[128];
int i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
buff[i++] = ch;
if (i == 127)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
//in >> ch;
ch = in.get();
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
insert函数的实现
void insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
// 至少扩容到_size + len
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;
}
erase函数的实现
void erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
if (len == npos || pos + len >= _size)
{
//_str[pos] = '\0';
_size = pos;
_str[_size] = '\0';
}
else
{
size_t end = pos + len;
while (end <= _size)
{
_str[pos++] = _str[end++];
}
_size -= len;
}
}
find函数的实现
找到返回下标，找不到返回npos
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;
}
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;
}
}
substr函数的实现
string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
assert(pos < _size);
size_t n = len;
if (len == npos || pos + len > _size)
{
n = _size - pos;
}
string tmp;
tmp.reserve(n);
for (size_t i = pos; i < pos + n; i++)
{
tmp += _str[i];
}
return tmp;
}
迭代器的实现
这里的迭代器类型就是c语言中的char*指针类型
public:
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}
string类模拟实现的全部代码
#pragma once
#include