[C++进阶篇]STL以及string的使用

目录

1.  什么是STL

2.  STL库的六大组件

3.  标准库中的string类

3.3  对比size和capacity接口函数

size代表字符串有效长度

capacity代表字符串的实际长度

3.4  reserve，resize函数的使用

3.5  string类的访问和遍历

4.  string的修改操作

5.  insert和earse函数

6.  深浅拷贝问题

7.  代码总结

总结：

以上就是今天要讲的内容，提供了非常全面的代码和讲解以及重要的深浅拷贝的问题，感谢各位观看，我们下期再见

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1.  什么是STL

STL(standard template libaray-标准模板库)：是C++标准库的重要组成部分，不仅是一个可复用的组件库，而且是一个包罗数据结构与算法的软件框架。

2.  STL库的六大组件

3.  标准库中的string类

• string是表示字符串的字符串类

3.1  string类对象的常见构造

3.2  string类对象的容量操作

3.3  对比size和capacity接口函数

• size代表字符串有效长度

• capacity代表字符串的实际长度

3.4  reserve，resize函数的使用

• reserve此函数只改变capacity不改变size

resize函数：

• 此函数既能改变size也能改变capacity
• 在不初始化的情况下直接将size扩为n
• 将size扩为n并且用n个字符c初始化

3.5  string类的访问和遍历

而这里就需要我们迭代器iterator

本质就是一个指针

• 函数begin返回第一个位置的迭代器
• 函数end返回size位置的迭代器

这里我们补充一下这里的operator[]只能是下标访问，因为string就像是一个数组

rbegin和rend就是一个反向迭代器，从字符串的最后一个字母开始返回，直到返回到第一个字母为止

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4.  string的修改操作

operator+=这个接口函数就是+=一个字符或者字符串，并且返回

c_str函数返回字符串从\0结尾的字符串
但是c++中的字符串不一定以\0结尾

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5.  insert和earse函数

• insert函数可以在pos位置插入
• 一个字符或者一个字符串或者
• 一个string类,甚至还可以指定插入

• erase函数可以删除从pos位置
• 往后len个字符,若erase函数全用
• 缺省参数,则从0位置删除npos个
• 也就是将字符全部删除完

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6.  深浅拷贝问题

这里面我们必须涉及一个问题就是深浅拷贝的问题

• 深拷贝：本质，就是防止内存公共用一个内存
• 浅拷贝：公用一个内存块；一个数据修改会影响另一个数据

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说明：上述string类没有显式定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载，此时编译器会合成默认的，当用s1构造s2时，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是，s1、s2共用同一块内存空间，在释放时同一块空间被释放多次而引起程序崩溃，这种拷贝方式，称为浅拷贝。

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7.  代码总结

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namespace bit
{
	class string
	{
	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(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
			, _capacity(_size)
		{
			_str = new char[_capacity + 1];
			strcpy(_str, str);
		}

		// 传统写法
		// s2(s1)
		//string(const string& s)
		//{
		//	_str = new char[s._capacity+1];
		//	strcpy(_str, s._str);
		//	_size = s._size;
		//	_capacity = s._capacity;
		//}


		 s2 = s3
		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)
		//	{
		//		char* tmp = new char[s._capacity + 1];
		//		strcpy(tmp, s._str);

		//		delete[] _str;
		//		_str = tmp;
		//		_size = s._size;
		//		_capacity = s._capacity;
		//	}

		//	return *this;
		//}

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

		// s2(s1)
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
			,_size(0)
			,_capacity(0)
		{
			string tmp(s._str);
			swap(tmp);
		}

		// s2 = s3
		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)
		//	{
		//		string tmp(s);
		//		//this->swap(tmp);
		//		swap(tmp);
		//	}

		//	return *this;
		//}

		// s2 = s3
		string& operator=(string tmp)
		{
			swap(tmp);

			return *this;
		}

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

		char& operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos < _size);

			return _str[pos];
		}

		const char& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos < _size);

			return _str[pos];
		}

		size_t capacity() const
		{
			return _capacity;
		}

		size_t size() const
		{
			return _size;
		}

		const char* c_str() const
		{
			return _str;
		}

		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				char* tmp = new char[n + 1];
				strcpy(tmp, _str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;

				_capacity = n;
			}
		}

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

				_str[_size] = '\0';
			}
		}

		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;
		}

		size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)
		{
			const char* p = strstr(_str + pos, sub);
			if (p)
			{
				return p - _str;
			}
			else
			{
				return npos;
			}
		}

		string substr(size_t pos, size_t len = npos)
		{
			string s;
			size_t end = pos + len;
			if (len == npos || pos + len >= _size) // 有多少取多少
 			{
				len = _size - pos;
				end = _size;
			}

			s.reserve(len);
			for (size_t i = pos; i < end; i++)
			{
				s += _str[i];
			}

			return s;
		}

		void push_back(char ch)
		{
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
			}

			_str[_size] = ch;
			++_size;
			_str[_size] = '\0';
		}

		void append(const char* str)
		{
			size_t len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				reserve(_size + len);
			}

			strcpy(_str + _size, str);
			_size += len;
		}

		string& operator+=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}

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

		// insert(0, 'x')
		void insert(size_t pos, char ch)
		{
			assert(pos <= _size);
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
			}

			// 17:17
			size_t end = _size + 1;
			while (end > pos)
			{
				_str[end] = _str[end - 1];
				--end;
			}

			_str[pos] = ch;
			_size++;
		}

		void insert(size_t pos, const char* str)
		{
			assert(pos <= _size);

			size_t len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				reserve(_size + len);
			}

			// 挪动数据
			int end = _size;
			while (end >= (int)pos)
			{
				_str[end + len] = _str[end];
				--end;
			}

			strncpy(_str + pos, str, len);
			_size += len;
		}

		void erase(size_t pos, size_t len = npos)
		{
			assert(pos < _size);

			if (len == npos || pos +len >= _size)
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				size_t begin = pos + len;
				while (begin <= _size)
				{
					_str[begin-len] = _str[begin];
					++begin;
				}
				_size -= len;
			}
		}

		bool operator<(const string& s) const
		{
			return strcmp(_str, s._str) < 0;
		}

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

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

		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);
		}

		void clear()
		{
			_str[0] = '\0';
			_size = 0;
		}
	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;

		//const static size_t npos = -1;  // 特例
		//const static double npos = 1.1;  // 不支持
	public:
		const static size_t npos;
	};

	const size_t string::npos = -1;

	ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
	{

		for (auto ch : s)
			out << ch;

		return out;
	}

	istream& operator>>(istream& in, string& s)
	{

		s.clear();
		//s.reserve(128);

		char buff[129];
		size_t i = 0;

		char ch;
		ch = in.get();
		while (ch != ' ' && ch != '\n')
		{
			buff[i++] = ch;
			if (i == 128)
			{
				buff[i] = '\0';
				s += buff;
				i = 0;
			}

			//s += ch;

			ch = in.get();
		}

		if (i != 0)
		{
			buff[i] = '\0';
			s += buff;
		}

		return in;
	}
}

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总结：

以上就是今天要讲的内容，提供了非常全面的代码和讲解以及重要的深浅拷贝的问题，感谢各位观看，我们下期再见

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