1. string的成员变量
string类似于一个可动态扩容的字符数组，这里我们就用一个字符指针来实现其大致的结构
cpp
namespace yidai
{
class string
{
public:
//...
private:
char* _str;//字符指针，指向存储字符串，可动态扩容
size_t _size;//string中有效字符的个数，不包含'\0'
size_t _capacity;//当前开辟的空间大小
};
}2. string的成员函数
（说明：以下成员函数为声明和定义分离实现，所以需要声明类域）
2.1 string的初始化、赋值和销毁
- string的构造函数
cpp
string::string(const char* str = "")//缺省参数，防止缺少默认构造函数
:_size(strlen(str))
{
_str = new char[_size + 1];
_capacity = _size;
strcpy(_str, str);
}- string的拷贝构造函数
2.1 传统写法
cpp
//拷贝构造 传统写法
string::string(const string& s)
{
_str = new char[s._capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}2.2现代写法
cpp
//拷贝构造 现代写法
string::string(const string& s)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}string类中的swap函数
cpp
void string::swap(string& s)
{
std::swap(_str,s._str);
std::swap(_capacity, s._capacity);
std::swap(_size, s._size);
}2.3 传统写法和现代写法的区别：
传统写法和现代写法在作用上没有什么区别，唯一的区别就是现代写法更简洁，通过构造函数构造临时对象tmp，在调用string中的swap函数将两个对象的数据进行交换，函数结束，临时对象tmp的数据就会被析构
- 赋值运算符重载函数
传统写法
cpp
string& string::operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
char* tmp = new char[s.size() + 1]{'\0'};
strcpy(tmp, s._str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = s._capacity;
_size = s._size;
}
return *this;
}现代写法
cpp
string& string::operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
return *this;
}更加简洁的现代写法
cpp
string& string::operator=(string tmp)//更绝的赋值重载现代写法
{
swap(tmp);
return *this;
}这里tmp也是一个临时对象，函数结束时就销毁
- 析构函数
cpp
string::~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
_capacity = _size = 0;
}2.2 string 的迭代器
用typedef来实现普通迭代器和常量迭代器
cpp
typedef char* iterator;//普通迭代器
typedef const char* const_iterator;//常量迭代器普通迭代器的实现
cpp
string::iterator string::begin()
{
return _str;
}
string::iterator string::end()
{
return _str + _size;
}常量迭代器
cpp
string::const_iterator string::begin() const
{
return _str;
}
string::const_iterator string::end() const
{
return _str + _size;
}
2.3string的容量操作
- 字符串判空
cpp
bool string::empty() const
{
return _size == 0;
}- 字符串清空
cpp
void string::clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}- 字符串扩容
cpp
void string::reserve(size_t n)
{
if(_capacity < n)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}2.4 string的修改操作
- 字符串的添加
1.1 void push_back(char ch);
cpp
void string::push_back(char ch)
{
if (_capacity == _size)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_str[_size] = ch;
_str[_size + 1] = '\0';
++_size;
}2.2 void append(const char* str);
cpp
void string::append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
strcpy(_str + _size, str);
_size += len;
}2.3 string& operator+=(char ch);
string& operator+=(const char* str);
operator+=复用push_back进行操作
cpp
string& string::operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& string::operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}2.4 void insert(size_t pos, char ch);
void insert(size_t pos, const char* str);
cpp
void string::insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
//int end = _size;
//while (end >= (int)pos)//强转为int，防止end变为-1,与无符号进行比较时，有符号隐式类型转换为无符号，-1转换为无符号是一个很大的数字
//{
// _str[end + 1] = _str[end];
// end--;
//}
int end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
_size++;
}
void string::insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (len + _size > _capacity)
{
reserve(len + _size);
}
/*int end = _size;
while (end >= (int)pos)
{
_str[end + len] = _str[end];
--end;
}*/
int end = _size + len;
while (end > pos + len - 1)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
memcpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
}- 字符串的删除
2.1 void erase(size_t pos = 0, size_t len = npos);
从pos位置开始删除len个字符，包含pos位置
cpp
void string::erase(size_t pos, size_t len)
{
assert(pos < _size);
//if (len == npos || pos + len >= _size)
if (pos + len >= _size)//len=npos时len就为一个非常大的值，因为为len的类型为size_t
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
//size_t end = pos + len;
//while (end <= _size)
//{
// _str[end - len] = _str[end];
// end++;
//}
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
}npos说明：npos是一个无符号整数-1，表示string的类成员变量，表示一个很大的数
const static size_t npos;//类里面进行声明，类外进行定义
const size_t string::npos = -1;//类外定义
2.5 string的比较大小运算符重载
cpp
bool string::operator<(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) < 0;
}
bool string::operator>(const string& s) const
{
return !(*this <= s);
}
bool string::operator<=(const string& s) const
{
return *this < s || *this == s;
}
bool string::operator>=(const string& s) const
{
return !(*this < s);
}
bool string::operator==(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool string::operator!=(const string& s) const
{
return !(*this == s);
}2.6 string的其他操作
- 获取pos位置后的len个字符的字符串
cpp
string string::substr(size_t pos, size_t len)
{
assert(pos < _size);
if (pos + len > _size)
{
string sub(_str + pos);
return sub;
}
else
{
string sub;
sub.reserve(len);
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
sub += _str[pos + i];
}
return sub;
}
}- 获取string对应的字符串
cpp
const char* string::c_str() const
{
return _str;
}- 查找字符串，返回npos表示没有找到
cpp
size_t string::find(char ch, size_t pos)
{
for (size_t i = 0; i < _size; i++)
{
if (_str[i] == ch)
return i;
}
return npos;
}string的非成员函数重载（流提取和流插入）
cpp
//流提取
istream& yidai::operator>> (istream& is, string& str)
{
str.clear();
//char ch;
//is >> ch; //不可以这样，这个会忽略掉空格和'\n'
char ch = is.get();
char buff[128];
int i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
//str += ch;//没有buff数组的话不断进行+=就回造成大量的扩容
buff[i++] = ch;
if (i == 127)
{
buff[i] = '\0';
str += buff;
i = 0;
}
ch = is.get();
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
str += buff;
}
return is;
}
//流插入
ostream& yidai::operator<< (ostream& os, const string& str)
{
for (size_t i = 0; i < str.size(); i++)
{
os << str[i];
}
return os;
}源码
- string.h
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <assert.h>
#include <typeinfo>
using namespace std;
namespace yidai
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
//string()
string(const char* str = "");
string(const string& s);
~string();
//string& operator=(const string& s);//赋值重载传统写法
//string& operator=(const string& s);//赋值重载现代写法
string& operator=(string tmp);//更绝的赋值重载现代写法
iterator begin();
iterator end();
const_iterator begin() const;
const_iterator end() const;
const char* c_str() const;
size_t size() const;
char& operator[](size_t pos);
const char& operator[](size_t pos) const;
bool empty() const;
void reserve(size_t n = 0);
void push_back(char ch);
void append(const char* str);
string& operator+=(char ch);
string& operator+=(const char* str);
void insert(size_t pos, char ch);
void insert(size_t pos, const char* str);
void erase(size_t pos = 0, size_t len = npos);
size_t find(char ch, size_t pos = 0);
size_t find(const char* str, size_t pos = 0);
void swap(string& s);
//库中的swap函数，T为string消耗比较大，需要进行一次拷贝构造，两次赋值运算
//template <class T> void swap(T& a, T& b)
//{
// T c(a); a = b; b = c;
//}
string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos);
bool operator<(const string& s) const;
bool operator>(const string& s) const;
bool operator<=(const string& s) const;
bool operator>=(const string& s) const;
bool operator==(const string& s) const;
bool operator!=(const string& s) const;
void clear();
private:
//char buff[16];
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
//const static int npos = -1;只支持整形是一个特例
//const static double npos = -1;不可以
const static size_t npos;//类里面进行声明，类外进行定义
};
istream& operator>> (istream& is, string& str);
ostream& operator<< (ostream& os, const string& str);
}- string.cpp
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"string.h"
namespace yidai
{
const size_t string::npos = -1;
//const static size_t npos = -1;
//string::string()
//{
// _str = new char('\0');
// _capacity = 0;
// _size = 0;
//}
string::string(const char* str)
:_size(strlen(str))
{
_str = new char[_size + 1];
_capacity = _size;
strcpy(_str, str);
}
//拷贝构造 传统写法
//string::string(const string& s)
//{
// _str = new char[s._capacity + 1];
// strcpy(_str, s._str);
// _size = s._size;
// _capacity = s._capacity;
//}
//拷贝构造 现代写法
string::string(const string& s)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
string::~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
_capacity = _size = 0;
}
bool string::empty() const
{
return _size == 0;
}
size_t string::size() const
{
return _size;
}
string::iterator string::begin()
{
return _str;
}
string::iterator string::end()
{
return _str + _size;
}
const char* string::c_str() const
{
return _str;
}
string::const_iterator string::begin() const
{
return _str;
}
string::const_iterator string::end() const
{
return _str + _size;
}
char& string::operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
const char& string::operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
//传统写法
//string& string::operator=(const string& s)
//{
// if (this != &s)
// {
// char* tmp = new char[s.size() + 1]{'\0'};
// strcpy(tmp, s._str);
// delete[] _str;
// _str = tmp;
// _capacity = s._capacity;
// _size = s._size;
// }
// return *this;
//}
//现代写法
//string& string::operator=(const string& s)
//{
// if (this != &s)
// {
// string tmp(s._str);
// swap(tmp);
// }
// return *this;
//}
string& string::operator=(string tmp)//更绝的赋值重载现代写法
{
swap(tmp);
return *this;
}
void string::reserve(size_t n)
{
if(_capacity < n)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void string::push_back(char ch)
{
if (_capacity == _size)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_str[_size] = ch;
_str[_size + 1] = '\0';
++_size;
}
void string::append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
strcpy(_str + _size, str);
_size += len;
}
string& string::operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& string::operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}
void string::insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
//int end = _size;
//while (end >= (int)pos)//强转为int，防止end变为-1,与无符号进行比较时，有符号隐式类型转换为无符号，-1转换为无符号是一个很大的数字
//{
// _str[end + 1] = _str[end];
// end--;
//}
int end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
_size++;
}
void string::insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (len + _size > _capacity)
{
reserve(len + _size);
}
/*int end = _size;
while (end >= (int)pos)
{
_str[end + len] = _str[end];
--end;
}*/
int end = _size + len;
while (end > pos + len - 1)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
memcpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
}
void string::erase(size_t pos, size_t len)
{
assert(pos < _size);
//if (len == npos || pos + len >= _size)
if (pos + len >= _size)//len=npos时len就为一个非常大的值，以为len的类型为size_t
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
//size_t end = pos + len;
//while (end <= _size)
//{
// _str[end - len] = _str[end];
// end++;
//}
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
}
size_t string::find(char ch, size_t pos)
{
for (size_t i = 0; i < _size; i++)
{
if (_str[i] == ch)
return i;
}
return npos;
}
size_t string::find(const char* str, size_t pos)
{
char* p = strstr(_str + pos, str);
if (p == nullptr)
return npos;
return p - _str;
}
void string::swap(string& s)
{
std::swap(_str,s._str);
std::swap(_capacity, s._capacity);
std::swap(_size, s._size);
}
//交换两字符串--非成员函数版
void swap(string& s1, string& s2)
{
s1.swap(s2);
}
string string::substr(size_t pos, size_t len)
{
assert(pos < _size);
if (pos + len > _size)
{
string sub(_str + pos);
return sub;
}
else
{
string sub;
sub.reserve(len);
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
sub += _str[pos + i];
}
return sub;
}
}
bool string::operator<(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) < 0;
}
bool string::operator>(const string& s) const
{
return !(*this <= s);
}
bool string::operator<=(const string& s) const
{
return *this < s || *this == s;
}
bool string::operator>=(const string& s) const
{
return !(*this < s);
}
bool string::operator==(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool string::operator!=(const string& s) const
{
return !(*this == s);
}
void string::clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
istream& yidai::operator>> (istream& is, string& str)
{
str.clear();
//char ch;
//is >> ch; //不可以这样，这个会忽略掉空格和'\n'
char ch = is.get();
char buff[128];
int i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
//str += ch;//没有buff数组的话不断进行+=就回造成大量的扩容
buff[i++] = ch;
if (i == 127)
{
buff[i] = '\0';
str += buff;
i = 0;
}
ch = is.get();
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
str += buff;
}
return is;
}
ostream& yidai::operator<< (ostream& os, const string& str)
{
for (size_t i = 0; i < str.size(); i++)
{
os << str[i];
}
return os;
}
}