C++入门之String的模拟实现
目录
一、简洁的string
string默认构造函数的传统与现代写法
传统写法实现
(1)构造函数的实现
构造函数能这样写吗？
(2)析构函数
(3)拷贝构造函数
深浅拷贝问题
(4) 赋值构造函数=
现代写法实现
(1)拷贝构造函数
(2)赋值构造函数=
更加简洁的版本：
二、完整的一个简洁的string类
三、完整的string的模拟实现
传统写法
默认构造函数
第一种解决反法：
第二种解决方法：传缺省值
现代写法
string提供的swap与全局的swap的异同
string接口的实现
(1)size的实现
(2)operator[ ]的实现
(3)迭代器的实现
(4)增容reserve的实现
(5)rsize的实现
(6)尾插push_back的实现
(7)尾插字符串append的实现
(8)operator+=的实现
(9)find字符的实现
(10)find字符串
(11)insert的实现
(12)insert字符串的实现
(13)erase的实现
(14)大于，小于，等于，不等于，大于等于，小于等于的实现
(15)流提取的实现
(16)流插入的实现
(17)clear的实现
四、string模拟实现完整代码
五、写时拷贝
引用计数的写时拷贝
std中的string
一、简洁的string
string默认构造函数的传统与现代写法
这部分内容借助一个简洁的string(没有size与capacity)进行说明。不考虑增删查改
传统写法实现
为了与库里面的string作区分，需要定义一个命名空间，我们就在这个命名空间中模拟实现string类
namespace pxl
{
class string
{
public:
private:
char* _str;
};
}
(1)构造函数的实现
string(char* str)
:_str(str)
{
}构造函数能这样写吗？
答案是不行的，我们平常时候string初始化是这样的 string s("hello") ,这个hello是一个常量字符串，就算不是常量字符串他也是一个指针，这个hello是不能被修改的，如果要实现string的增删查改，是不能进行扩容的。所以要动态开辟一个和str一样大的空间，再将str的内容拷贝到_str上。
正确写法：
string(const char* str)
:_str(new char[strlen(str)+1])
{
strcpy(_str, str);
}ps:strlen是不计算\0 的，所以要+1存 \0;
(2)析构函数
清理这块空间，并将这个指针置空
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}(3)拷贝构造函数
深浅拷贝问题
浅拷贝： 也称值拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来 。如果 对象中管理资源 ，最后就会 导致多个对象共 享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为 还有效，所以 当继续对资源进项操作时，就会发生发生了访问违规 。要解决浅拷贝问题， C++ 中引入了深拷贝。深拷贝：给每个对象独立分配资源，保证多个对象之间不会因为资源共享而造成对此释放造成程序崩溃。如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。
如果调用string类的默认拷贝构造函数时，会发生崩溃
报错原因：
s2去拷贝构造这个s1，我们知道默认拷贝构造完成的是浅拷贝，会把s1这块空间的每一个字节都拷贝到s2中。
通过调试可以看出确实拷贝了。
问题就在于调用析构函数的时候，s2先调用，将指针指向的空间释放了，这时s1中的_str指向的就是一块被释放掉的空间，那么s1中的_str就是一个野指针，在释放的时候就会报错，一块空间不能被释放两次 。
s2的本意并不是想和s1指向同一块空间，而是它也要一块空间，上面的值和s1一样。
所以我们就要自己实现深拷贝
以s2(s1)为例帮助大家理解,s1就是这个s,s2就是_str,给s2一块和s1一样大的空间，再把s1的内容拷贝给s2.
string(const string& s)
:_str(new char[strlen(s._str)+1])
{
strcpy(_str, s._str);
}(4) 赋值构造函数=
默认生成的赋值= ，也存在一样的浅拷贝问题。
以s1=s3为例.
思路误区：
1.0 直接将s3赋值给s1，听起来没问题，但是前提得s1的空间足够，不够的话就得扩容，这里的new又不支持realloc,所以就又得释放空间，开一个新空间。
2.0 假如s1有一万个空间，s3只有10个数据，如果将s3赋值给s1，就会造成空间的浪费。
所以大拷小，有可能空间不够要扩容。小拷大，则会造成空间的浪费。按照这种思路就会多了很多无谓的判断。只有两个空间均这种思路才有用。
正确思路：
直接将s1的空间释放掉，再开一个和s3一样的空间，再把s3的数据拷贝给s1。
(这里的s就代表着s3,_str代表s1.)
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
delete[] _str;
_str = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(_str, s._str);
}
return *this;
}但这里还存在着个小细节，我们知道delete是不可能失败的，但是new是可能失败的（借钱会失败，但是还钱不会失败），若这里开空间失败了，它会把s1的空间给释放了，给s1造成了影响，所以要进行优化.
思路：我们借助一个tmp,让tmp深拷贝一个s3，然后在让s1指向这个空间，这样的话就算开空间失败了，也不会对s1造成影响。
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(tmp, s._str);
delete[] _str;
_str = tmp;
}
return *this;
}ps:这里进行判断是为了防止自己给自己赋值问题的发生（s1=s1），避免效率降低。
现代写法实现
(1)拷贝构造函数
以s2(s1)为例： 首先利用构造函数构造出一个字符串内容为s1._str的对象tmp,之后再把s2与tmp交换，这样s2就拷贝构造了s1.
string(const string& s)
:_str(nullptr)
{
string tmp(s._str);
swap(_str, tmp._str);
}ps:_str(nullptr) 这个初始化必须写上，因为调用拷贝构造时，s2指向的是个随机的地址(s2并没有构造出来，所以s2不是new出来的)，和tmp交换以后，tmp就成了随机值，但当tmp出了作用域以后，就会调用析构函数，delete只会销毁new出来的，它对这个随机地址不能进行释放，所以对于这个随机的地址就会报错。但是delete nullptr是没有任何问题，因为编译器自动进行了检查 。
通过3次调用证明：s2确实是个随机值
更严谨一些，就对析构函数进行个条件判断。
~string()
{
if (_str)
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
}(2)赋值构造函数=
以s1=s3为例，首先利用tmp深拷贝一个s3，然后tmp与s1交换，tmp出作用域的时候又会将s1的空间给释放,s1则是一举两得，既得到了新空间，又释放了旧空间。
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
string tmp(s);
swap(_str, tmp._str);
}
return *this;
}更加简洁的版本：
s1=s3; 直接利用传值传参的时候进行了拷贝构造，s充当了tmp就是s3的拷贝，再把s1和s交换，形参也是一个参数，出了作用域也会调用析构函数，把s1换过来的空间销毁。
这种写法的缺陷就是没办法判断传入的参数是不是它本身，因为形参与实参的地址是不一样的s就不是s3了，但是这里不判断也没有大的问题，只不过是s的形参和s的实参换了一下（地址交换了以下，其余啥都一样）没有任何影响。
string& operator=(string s)
{
swap(_str, s._str);
return *this;
}总结：现代写法的本质就是进行复用。
二、完整的一个简洁的string类
namespace pxl
{
class string
{
public:
string(const char* str=" ")
:_str(new char[strlen(str)+1]) //构造函数不能这样写，因为_str存在栈上，无法实现增容等问题
//，所以要动态开辟一个和str一样大的空间，再将str的内容拷贝到_str上
{
strcpy(_str, str);
}
//传统写法
/*string(const string& s)
:_str(new char[strlen(s._str)+1])
{
strcpy(_str, s._str);
}*/
//s3=s1
//string& operator=(const string& s)
//{
/*if (this != &s)
{
delete[] _str;
_str = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(_str, s._str);
}*/
// if (this != &s)
// {
// char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
// strcpy(tmp, s._str);
// delete[] _str;
// _str = tmp;
// }
// return *this;
//}
~string()
{
if (_str)
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
}
//现代写法 本质上就是复用
string(const string& s)
//:_str(nullptr) //必须写上，因为s2指向的是个随机的地址，和tmp交换以后，tmp就成了随机值，但当
//tmp出了作用域以后，就会调用析构函数，delete只会销毁new出来的，所以对于这个随机的地址就会报错，
//但是delete nullptr是没有任何问题的。编译器自动进行了检查
{
string tmp(s._str);
swap(_str, tmp._str);
}
//s1 = s3;
/*string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
string tmp(s);
swap(_str, tmp._str);
}
return *this;
}*/
string& operator=(string s)
{
swap(_str, s._str);
return *this;
}
private:
char* _str;
};
}三、完整的string的模拟实现
传统写法
_capacity表示的是有效字符的个数，不算\0，但是初始_str空间的时候要+1，存\0，这里将开空间放到了里面是因为，strlen的时间复杂度是O(N),尽量少去调用，提高效率。
namespace pxl
{
class string
{
public:
string(const char* str)
:_size(strlen(str))
,_capacity(_size)
{
_str = new char[_capacity+1];
strcpy(_str, str);
}
string(const string& s)
:_size(s._size)
,_capacity(s._capacity)
{
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
}
//s1=s3
string& operator=(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;
}
~string()
{
if (_str)
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity; //有效字符的空间数，不算\0.
};
}
默认构造函数
这时候还缺少一个默认构造函数
string()
:_str(nullptr) //不能这样写，这样会存在问题
{
}但是这个默认构造函数不能这样写，这样写会存在问题。通过模拟实现的c_str，就可以检测出这个问题。
const char* c_str()
{
return _str;
}
输出s2的时候崩溃了，因为这是C形式的字符串遇到\0,才截止，但是对于s2返回的是空指针，这是不行的。
第一种解决反法：
string()
:_str(new char[1])
,_size(0)
,_capacity(0)
{
_str[0] = '\0';
}第二种解决方法：传缺省值
注意：string(const char* str = nullptr) 这样传缺省值也是不行的，程序也是会崩溃的，缺省值不能给空，因为strlen,是不会检查空的，而是对这个字符串检查\0，遇到\0就停止，相当于直接对字符串解引用，所以如果缺省值是空，就会有空指针问题.所以要给个空字符串，因为常量字符串默认就有\0 。
正确写法：
string(const char* str = "")
:_size(strlen(str))
,_capacity(_size)
{
_str = new char[_capacity+1];
strcpy(_str, str);
}空字符串，strlen以后是0，_capacity也是0，_str开一个空间存\0,strcpy将\0,拷贝给_str;(直接将缺省值给成 \ 0 这样也是可行的，但不推荐，因为常量字符串默认就会有个\0,这样虽然也可以，但是显得你太业余了)。
现代写法
string(const string& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
swap(_str, tmp._str);
swap(_size, tmp._size);
swap(_capacity, tmp._capacity);
}
string& operator=(string s)
{
swap(_str, s._str);
swap(_size, s._size);
swap(_capacity, s._capacity);
return *this;
}为了简便也可以将交换整合成一个函数（看个人喜好）
void swap(string& s) //自己定义的swap
{
std::swap(_str, s._str); //调用库里面的swap
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}
string(const string& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
string& operator=(string s)
{
swap(s);
return *this;
}string提供的swap与全局的swap的异同
string的swap和全局的swap都可以实现交换，但是string的效率会更高一些因为它仅仅是对成员变量进行交换即可，原理类似于我们自己实现的。而全局的swap，调用的时候会进行三次string的深拷贝。所以推荐使用自带的swap；
string接口的实现
(1)size的实现
直接返回_size即可。
size_t size() const
{
return _size;
}(2)operator[ ]的实现
普通版本：可读可写
char& operator[](size_t pos）
{
assert(pos < _size); //处理越界
return _str[pos];
}const版本：只能读，不能写
const char& operator[](size_t pos) const //重载出const版本
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}借助这两个就可以进行遍历字符串
(3)迭代器的实现
string的迭代器本质就是一个指针
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
//普通版本的迭代器 可读可写
iterator begin()
{
return _str; //返回起始位置
}
iterator end()
{
return _str + _size; //返回最后一个字符位置的下一个位置
}
//const版本的迭代器 只能读
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}迭代器针对普通对象的遍历与修改：
当我们实现了迭代器以后会发现一个神奇的东西，范围for居然也可以使用了。
所以范围for的本质就是迭代器，支持迭代器自然而然的也就支持了范围for.
铁证：如果你将begin改成Begin,那么范围for就失效了。
(4)增容reserve的实现
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}注意：这里_str和tmp虽然都指向了一块空间，但他们并不会调用析构函数，因为他们两个都是内置类型而不是自定义类型。
(5)rsize的实现
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n <= _size)
{
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
else
{
if (n > _capacity)
{
reserve(n);
}
size_t num = n - _size;
for (size_t i = 0; i < num; i++)
{
_str[_size] = ch;
_size++;
}
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
}同样这块的for循坏可以memset代替，使代码更简洁。
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n <= _size)
{
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
else
{
if (n > _capacity)
{
reserve(n);
}
memset(_str + _size, ch, n - _size);
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
}(6)尾插push_back的实现
先检查容量，在进行尾插。
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0';
} 
(7)尾插字符串append的实现
void append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
for (size_t i = 0; i <= len; i++)
{
_str[_size] = str[i];
_size++;
}
_size--;
}_szie--：是因为最后赋 \0 的时候_size 会多加一，所以要把它减一。
如果嫌麻烦可以直接用strcop函数
void append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
strcpy(_str + _size, str);
_size += len;
}
(8)operator+=的实现
复用push_back与append即可
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}(9)find字符的实现
找到了返回该字符的下标，没找到返回npos（整形的最大值）
size_t find(char ch)
{
for (size_t i = 0; i < _size; i++)
{
if (ch == _str[i])
{
return i;
}
}
return npos;
} 
(10)find字符串
size_t find(const char* s, size_t pos = 0)
{
const char* ptr = strstr(_str + pos, s); //从pos位置开始找s
if (ptr == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return ptr - _str; //返回找到位置的下标
}
}(11)insert的实现
string& insert(size_t pos, char ch) { assert(pos <= _size); if (_size == _capacity) { reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity); } size_t end = _size; while (end >= pos) { _str[end + 1] = _str[end]; end--; } _str[pos] = ch; _size += 1; return *this; }这段代码逻辑上是没有问题的，但是头插的时候就会发生问题原因在于，end是size_t类型的头插时最后一步，end变成-1，但是又因为它是无符号型的，end就会变成一个非常大的数字，发生越界，这个过程程序也会崩溃。如果将end改成int也会越界因为pos是size_t类型的，他俩比较的时候会发生类型的提升，往类型大的提升。
解决方法：
- 1.0 int end; (int)pos 但是这种方法非常不好，违背了接口的一致性
- 2.0 采用两个指针
- 3.0 采用将 end=_size+1; _str[end]=_str[end-1]; 避免end变为负数
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);
}
size_t end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
end--;
}
_str[pos] = ch;
_size += 1;
return *this;
}图解方法三：
完整代码：
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);
}
size_t end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
end--;
}
_str[pos] = ch;
_size += 1;
return *this;
}(12)insert字符串的实现
思路图：
代码实现：
string& insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
size_t end = _size + len;
while (end >= pos+len)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
_str[pos] = str[i];
pos++;
}
_size += len;
return* this;
}当然为了简便可以使用strncpy
string& insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
size_t end = _size + len;
while (end >= pos+len)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
strncpy(_str+pos, str, len);
_size += len;
return* this;
}但是要注意尽可能的少用因为头插和中间插的时间复杂度太高了。
与此同时insert实现了puh_back和append就可以实现复用了
void push_back(char ch)
{
insert(_size, ch);
}
void append(const char* str)
{
insert(_size, str);
}
(13)erase的实现
思路：
1.0 删除后剩余的字符大于等于_szie（将pos后面的字符都删了）直接将pos位置置成\0即可
2.0删除后剩余的字符小于_szie（从pos位置开始删，删了以后还有剩余）
代码实现：
string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
if (len == npos || pos + len >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
size_t prev = pos;
size_t end = _size;
while (prev < end)
{
_str[prev] = _str[prev + len];
prev++;
}
_size -= len;
}
return *this;
}简便写法：
string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
if (len == npos || pos + len >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
return *this;
}(14)大于，小于，等于，不等于，大于等于，小于等于的实现
字符串比较规则：比较的时候，从字符串左边开始，一次比较每个字符，直接出现差异、或者其中一个串结束为止。
- 比如ABC与ACDE比较，第一个字符相同，继续比较第二个字符，由于第二个字符是后面一个串大，所以不再继续比较，结果就是后面个串大。
- 再如ABC与ABC123比较，比较三个字符后第一个串结束，所以就是后面一个串大。
所以，长度不能直接决定大小，字符串的大小是由左边开始最前面的字符决定的。
小于的实现
bool operator<(const string& s1, const string& s2)
{
size_t i1 = 0, i2 = 0;
while (i1 < s1.size()&& i2 < s2.size())
{
if (s1[i1] < s2[i2])
{
return true;
}
else if (s1[i1] > s2[i2])
{
return false;
}
else
{
i1++;
i2++;
}
}
return i2 < s2.size() ? true : false;
} 
当然也可以通过调用c_str,利用strcmp来直接进行比较
bool operator<(const string& s1, const string& s2)
{
return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) < 0;
}其余的实现，进行复用
bool operator==(const string& s1, const string& s2)
{
return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) == 0;
}
bool operator<=(const string& s1, const string& s2)
{
return s1 < s2 || s1 == s2;
}
bool operator>(const string& s1, const string& s2)
{
return !(s1 <= s2);
}
bool operator>=(const string& s1, const string& s2)
{
return !(s1 < s2);
}
bool operator!=(const string& s1, const string& s2)
{
return !(s1 == s2);
}(15)流提取的实现
这两种任意一种都可以
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
//现代写法
for (auto e : s )
{
out << e;
}
return out;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
//传统写法
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
{
out << s[i];
}
return out;
}但是这样写是不行的
因为在有些场景下这种输出和范围for输出是不一样的，c_str是遇到\0就截止了，而范围for是都遍历一遍才结束。
eg:这种场景下，把\0当成有效字符。c_str就不能实现我们的目的。
(16)流插入的实现
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
char ch = in.get();
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
s += ch;
ch = in.get();
}
return in;
}这里不用写\0,是因为我们的构造函数就有一个\0;
这段代码目前存在一个小问题
官方的cin会把原来s1的内容都覆盖掉，而我们自己实现的却是直接加到s1后面去
(17)clear的实现
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}所以这里我们先进行clear一下，代码就没问题了。
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
char ch = in.get();
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
s += ch;
ch = in.get();
}
return in;
}四、string模拟实现完整代码
namespace pxl
{
//增删查改
class string
{
public:
typedef char* iterator; //在这的迭代器就是一个指针
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
return _str; //第一个字符的地址
}
iterator end()
{
return _str + _size; //最后一个数据的下一个位置
}
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}
//string()
// :_str(nullptr) //不能这样写，这样会存在问题
//{}
/*string()
:_str(new char[1])
,_size(0)
,_capacity(0)
{
_str[0] = '\0';
}*/
//\0这样也是可行的，但不推荐
string(const char* str = " ")//缺省值也不能给空，因为strlen,是不会检查空的，而是对这个字符串遇到\0，就停止，
//相当于直接对字符串解引用，所以如果缺省值是空，就会有空指针问题.所以给个空字符串，因为常量字符串默认就有\0
:_size(strlen(str))
, _capacity(_size)
{
_str = new char[_capacity + 1];//多出来的1给\0 准备
strcpy(_str, str);
}
//传统写法
/*string(const string& s)
:_size(s._size)
, _capacity(s._capacity)
{
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
}*/
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}
//现代写法
string(const string& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
/*swap(_str, tmp._str);
swap(_size, tmp._size);
swap(_capacity, tmp._capacity);*/
this->swap(tmp);
}
//s3=s1
//传统写法
/*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;
}*/
//现代写法
string& operator=(string s)
{
/* swap(_str, s._str);
swap(_size, s._size);
swap(_capacity, s._capacity);*/
this->swap(s);
return *this;
}
~string()
{
delete[] _str;
_str == nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size); //处理越界
return _str[pos];
}
const char& operator[](size_t pos) const //重载出const版本
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1]; //tmp是内置类型不会去调用析构函数
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n < _capacity) //空间足够
{
_size = n;
_str[n] = '\0';
}
else
{
if (n > _capacity)
{
reserve(n);
}
/*for (int i = _size; i < n; i++)
{
_str[_size] = ch;
_size++;
}
_str[_size] = '\0';*/
memset(_str + _size, ch, n - _size);
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
}
void push_back(char ch)
{
/* if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size] = ch;
++_size;
_str[_size] = '\0';*/
insert(_size, ch);
}
void append(const char* str)
{
//size_t len = strlen(str);
//if (_size + len > _capacity)
//{
// reserve(_size + len);
//}
//strcpy(_str + _size, str);
//_size += len;
///* for (int i = 0; i append(str);
append(str);
return *this;
}
string& operator+=(char ch)
{
//this->push_back(ch);
push_back(ch);
return *this;
}
size_t find(char ch)
{
for (int i = 0; i < _size; i++)
{
if (ch == _str[i])
{
return i;
}
}
return npos;
}
size_t find(const char* s, size_t pos = 0)
{
const char* ptr = strstr(_str + pos, s);
if (ptr == nullptr)
{
return pos;
}
else
{
return ptr - _str;
}
}
string& insert(size_t pos,char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
//size_t end = _size;
//while (end >= pos) //这样写会因为end变成-1，越界end是无符号的
//{
// _str[end + 1] = _str[end];
// --end;
//}
//将end改成int也会越界因为pos是size_t类型的，他俩比较的时候会发生类型的提升，往类型大的提升
//方法：int end; (int)pos 但是这种方法非常不好，违背了接口的一致性
size_t end = _size+1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
++_size;
return *this;
}
string& insert(size_t pos, const char* s)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(s);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
size_t end = _size + len;
while (end > pos+len)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
strncpy(_str + pos, s, len);
_size += len;
return *this;
}
string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
assert(pos < _size);
if (len == npos || pos + len >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
return *this;
}
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity; //能存储有效字符的个数不包括\0
static const size_t npos;
};
const size_t string::npos = -1;
bool operator<(const string& s1, const string& s2)
{
//size_t i1 = 0, i2 = 0;
//while (i1 < s1.size(), i2 < s2.size())
//{
// if (s1[i1] < s2[i2])
// {
// return true;
// }
// else if (s1[i1] > s2[i2])
// {
// return false;
// }
// else
// {
// i1++;
// i2++;
// }
//}
//return i2 < s2.size() ? true : false;
return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) < 0;
}
bool operator==(const string& s1, const string& s2)
{
return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) == 0;
}
bool operator<=(const string& s1, const string& s2)
{
return s1 < s2 || s1 == s2;
}
bool operator>(const string& s1, const string& s2)
{
return !(s1 <= s2);
}
bool operator>=(const string& s1, const string& s2)
{
return s1 > s2 || s1 == s2;
}
bool operator!=(const string& s1, const string& s2)
{
return !(s1 == s2);
}
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s) //并不是友元，是否用友元要看是否去访问它的私有
{
for (auto ch : s)
{
out << ch;
}
/*for (int i = 0; i < s.size(); i++)
{
out << s[i];
}*/
//out << s.c_str(); //不能这样写因为遇到\0就结束了
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
char ch = in.get();
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
s += ch;
ch = in.get();
}
return in;
}
void test0()
{
string s1("aaa");
cin >> s1;
cout << s1;
}
void test()
{
string s1("hello");
string s2;
cout << s1.c_str() < 五、写时拷贝
浅拷贝的问题：
1.0 析构两次
2.0其中一个对象修改会影响另外一个
深拷贝会解决这个问题，但是效率低
引用计数的写时拷贝
s1指向这块空间，计数为1，s2也指向这块空间计数为2，析构的时候看这个计数，计数大于2就不进行析构而是将计数减减，他会在要进行更改某个对象的时候在进行深拷贝在insert/+=/erase等函数中，先查看引用计数，如果引用计数不是1，要先进行深拷贝，再去修改。
这个技术就是在赌用户不去修改对象只是进行引用计数，不进行深拷贝，效率就高了，如果用户去写效率和深拷贝就是一样的。
缺陷：引用计数存在线程安全的问题，需要加锁，在多线程环境下要付出代价。
在动态库，静态库中有些场景会存在一些问题
std中的string
class string
{
private:
char _Buf[16]; //字符长度小于16，就存在这个数组中
char* _Ptr; //字符长度大于16，就会在堆上去申请
size_t _mySize;
size_t _myRes;
};std中的string会有一个buffer，如果存储的字符长度小于16就会存到栈上，大于16就会存储到堆上