【C++】string类

一只小鹿lu2024-04-11 10:09

目录

1.string类的常用接口说明

[1. string类对象的常见构造](#1. string类对象的常见构造)

[2. string类对象的容量操作](#2. string类对象的容量操作)

[3. string类对象的访问及遍历操作](#3. string类对象的访问及遍历操作)

​编辑

[4. string类对象的修改操作](#4. string类对象的修改操作)

[5. string类非成员函数](#5. string类非成员函数)

[2. string类的模拟实现](#2. string类的模拟实现)

1.string类的常用接口说明

1. string类对象的常见构造

2. string类对象的容量操作

注意：

  1. size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一 致，一般情况下基本都是用size()。

  2. clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小。

  3. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字 符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的 元素空间。注意：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。

  4. reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，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。

3. string类对象的访问及遍历操作

4. string类对象的修改操作

注意：

  1. 在string尾部追加字符时，s.push_back(c) / s.append(1, c) / s += 'c'三种的实现方式差不多，一般 情况下string类的+=操作用的比较多，+=操作不仅可以连接单个字符，还可以连接字符串。

  2. 对string操作时，如果能够大概预估到放多少字符，可以先通过reserve把空间预留好。

5. string类非成员函数

2. string类的模拟实现

主要实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。

cpp 复制代码 
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;

namespace erdong
{
	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);
		}*/

		/*string()
			:_size(0)
			,_capacity(0)
			,_str(new char[1])
		{
			_str[0] = '\0';
		}*/

		//string(const char* str = '\0')
		//string(const char* str = nullptr)
		//string(const char* str = "\0")
		string(const char* str = "")
		{
			_size = strlen(str);
			_capacity = _size;
			_str = new char[_capacity + 1];
			//strcpy(_str, str);
			memcpy(_str, str, _size + 1);
		}

		string(const string& s)
		{
			_str = new char[s._capacity + 1];
			//strcpy(_str, s._str);
			memcpy(_str, s._str, s._size + 1);
			_size = s._size;
			_capacity = s._capacity;
		}

		// s1 = s3
		/*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;
		}*/

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

		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)
		//	{
		//		string tmp(s);

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

		//	return *this;
		//}

		string& operator=(string tmp)
		{
			swap(tmp);

			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);

			return _str[pos];
		}

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

			return _str[pos];
		}

		
		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;
			}
		}

		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';
			}
		}

		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';
		}

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

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

		void insert(size_t pos, size_t n, char ch)
		{
			assert(pos <= _size);

			if (_size + n > _capacity)
			{
				// 至少扩容到_size + len
				reserve(_size + n);
			}

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


			size_t end = _size;
			while (end >= pos && end != npos)
			{
				_str[end + n] = _str[end];
				--end;
			}

			for (size_t i = 0; i < n; i++)
			{
				_str[pos + i] = ch;
			}

			_size += n;
		}

		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);
			}

			size_t end = _size;
			while (end >= pos && end != npos)
			{
				_str[end + len] = _str[end];
				--end;
			}

			for (size_t i = 0; i < len; i++)
			{
				_str[pos + i] = str[i];
			}

			_size += len;
		}

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

			if (len == npos || pos + len >= _size)
			{
				_size = pos;

				_str[_size] = '\0';
			}
			else
			{
				size_t end = pos + len;
				while (end <= _size)
				{
					_str[pos++] = _str[end++];
				}
				_size -= len;
			}
		}

		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;
			}
		}

		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;
		}

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

		//bool operator<(const string& s)
		//{
		//	size_t i1 = 0;
		//	size_t i2 = 0;
		//	while (i1 < _size && i2 < s._size)
		//	{
		//		if (_str[i1] < s._str[i2])
		//		{
		//			return true;
		//		}
		//		else if (_str[i1] > s._str[i2])
		//		{
		//			return false;
		//		}
		//		else
		//		{
		//			++i1;
		//			++i2;
		//		}
		//	}


		//	// "hello" "hello"   false
		//	// "helloxx" "hello" false
		//	// "hello" "helloxx" true

		//	/*if (i1 == _size && i2 != s._size)
		//	{
		//		return true;
		//	}
		//	else
		//	{
		//		return false;
		//	}*/

		//	//return i1 == _size && i2 != s._size;
		//	return _size < s._size;
		//}

		bool operator<(const string& s) const
		{
			int ret = memcmp(_str, s._str, _size < s._size ? _size : s._size);

			// "hello" "hello"   false
			// "helloxx" "hello" false
			// "hello" "helloxx" true
			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;
		}

		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);
		}

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

	public:
		//const static size_t npos = -1; // 虽然可以这样用，但是不建议
		const static size_t npos;

		//const static double x;
	};

	const size_t string::npos = -1;
	//const double string::x = 1.1;


	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;
	}

	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;
	}
};
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