cpp---string类的模拟实现
string类的模拟实现
相信大家看完我的这篇有关string使用的博客（C++中的string类使用,看我这一篇就够了!）之后对于string类的基本使用有了一定的了解，
因此这篇我们来看看string类底层是如何实现的！
在这之前我们需要了解的基本知识有
C++快速入门,看我这一篇就够了!
cpp -- 构造函数与析构函数
cpp--拷贝构造函数详解
cpp--赋值运算符重载,浅显易懂!
cpp--初始化列表，超详细，一看就会！
cpp--内存管理（new/delete的用法），超详细讲解，一看就会！
C++中的string类使用,看我这一篇就够了!
string.h
cpp
#pragma once
#include <assert.h>
namespace s
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
int length = _size;
return _str + length;
}
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(const string& s)//深拷贝构造函数
//{
// _str = new char[s._capacity + 1];
// strcpy(_str, s._str);
// _size = s._size;
// _capacity = s._capacity;
//}
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}
//深拷贝构造函数的现代写法
string(const string& s)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
/*string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
char* tmp = new char[s._capacity + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
return *this;
}*/
string& operator=(string tmp)
{
swap(tmp);
return *this;
}
char* c_str()
{
return _str;
}
size_t capacity()
{
return _capacity;
}
size_t size()
{
return _size;
}
//bool operator<(const string& str) const
//{
// size_t i = 0;
// //逐个字符比较，直到其中一个字符串结束
// while (i < _size && str._str[i] != '\0')
// {
// if (_str[i] > str._str[i])
// {
// return false;
// }
// else if (_str[i] < str._str[i])
// {
// return true;
// }
// i++;
// }
// if (i == _size && str._str[i] != '\0')
// {
// return true;
// }
// return false;
//}
bool operator<(const string& str) const
{
//size_t i = 0;
逐个字符比较，直到其中一个字符串结束
//while (i < _size && i < str._size)
//{
// if (_str[i] < str._str[i])
// {
// return true;
// }
// else if (_str[i] > str._str[i])
// {
// return false;
// }
// i++;
//}
如果前面字符都相等，比较字符串长度
//return _size < str._size;
//使用库函数
return strcmp(_str, str._str) < 0;
}
bool operator==(const string& s)
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool operator<=(const string& s)
{
return (*this < s) || (*this == s);
}
bool operator>(const string& s)
{
return !(*this <= s);
}
bool operator>=(const string& s)
{
return (*this == s) || (*this > s);
}
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp,_str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size] = ch;
_size += 1;
_str[_size] = '/0';
}
void append(const char* str)
{
int length = strlen(str)+_size;
if(_capacity<length)
reserve(length);
strcpy(_str + _size, str);
_size += strlen(str);
}
/*void insert(size_t pos, char ch) //方法一
{
assert(pos <= _size);
if (_capacity == _size)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);
}
size_t end = _size+1;
for (size_t i = end;i > pos;i--)
{
_str[i] = _str[i-1];
}
_str[pos] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0';
}*/
void insert(size_t pos, char ch) //方法二
{
assert(pos <= _size);
if (_capacity == _size)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);
}
size_t end = _size;
for (int i = (int)end;i >= (int)pos;i--)
{
_str[i+1] = _str[i];
}
_str[pos] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0';
}
void insert(size_t pos, const char* str)
{
int length = strlen(str);
if (_size + length > _capacity)
{
reserve(_size+length);
}
for (int i = (int)_size; i >= (int)pos; i--)
{
_str[i + length] = _str[i];
}
strncpy(_str+pos, str, length);
_size += length;
}
//strcpy：会复制整个源字符串，直到遇到字符串结束符 '\0'，
// 它不会对复制的字符数量进行额外的限制。
// 如果目标字符串的空间不足以容纳源字符串，会导致缓冲区溢出，
// 这是一种非常危险的情况，可能会引发程序崩溃或安全漏洞
//strncpy：可以指定最多复制的字符数量 n。
// 如果源字符串的长度小于 n，则会将源字符串全部复制到目标字符串，
// 并且在目标字符串后面填充 '\0' 直到复制的字符总数达到 n；
// 如果源字符串的长度大于等于 n，则只会复制 n 个字符，
// 不会自动添加字符串结束符 '\0'，
// 这可能导致目标字符串不是以 '\0' 结尾的有效字符串
string substr(size_t pos, size_t len = npos)
{
string s;
size_t end = pos + len;
if (pos + len >= _size || len == npos)
{
len = _size - pos;
end = _size;
}
s.reserve(len);
for (size_t i = pos;i < pos + len;i++)
{
s += _str[i];
}
return s;
}
void erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos < _size);
if (pos + len >= _size || len == npos)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
int end = pos + len;
for (int i = pos+len; i <= _size; i++)
{
_str[i-len] = _str[i];
}
_size -= len;
_str[_size] = '\0';
}
}
void resize(int n, char ch = '\0')
{
if (n > _size)
{
reserve(n);
while (_size < n)
{
_str[_size] = ch;
++_size;
}
_str[_size] = '\0';
}
else if (n <= _size)
{
_str[n] = '\0';
_size = n;
}
}
size_t find(char ch, int pos = 0)
{
while (pos < _size)
{
if (ch == _str[pos])
{
return pos;
}
++pos;
}
return npos;
}
size_t find(const char* sub, int pos = 0)
{
const char* p = strstr(_str + pos, sub);//返回sub在字符串中第一次出现的位置
if (p)
{
return p - _str;
}
else
{
return npos;
}
}
const static size_t npos;
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
const size_t string::npos = -1;
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
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;
}
ch = in.get();
}
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
for (auto ch : s)
{
out << ch;
}
return out;
}
void test_string1()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
string s2;
cout << s2.c_str() << endl;
cout << s1.size() << endl;
cout << s2.size() << endl;
cout << s1.capacity() << endl;
cout << s2.capacity() << endl;
for (size_t i = 0; i < s1.size();i++)
{
cout << s1[i] ;
}
cout << endl;
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto& ch : s1)
{
cout << ch << " ";
}
}
void test_string2()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.push_back(' ');
s1.append("hello boy");
cout << s1.c_str() << endl;
}
void test_string3()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(0, '%');
//在头插时可能出现的问题
//在将元素后移的 for 循环中，for (size_t i = end; i >= pos; i--)
// 会导致无限循环。因为 size_t 是无符号整数类型，
// 当 i 减到 0 后再减 1 会变成一个很大的正数（发生下溢），
// 而不是负数，所以循环条件 i >= pos 始终为真。
// 可以将循环变量改为有符号整数类型，或者从后往前移动元素
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(0, "##############################");
cout << s1.c_str() << endl;
}
void test_string4()
{
string s1("hello worad");
string s2("hello worsld");
cout << (s1 < s2) << endl;
s1[0] = 'z';
cout << (s1 >= s2) << endl;
cin >> s1>>s2;
cout << s1 <<s2<< endl;
}
void test_string5()
{
string s1("hello world");
s1.insert(5, "abc");
s1.insert(0, "xxx");
cout << s1 << endl;
s1.erase(0, 3);
cout << s1 << endl;
s1.erase(5, 100);
cout << s1 << endl;
}
void test_string6()
{
string s1("hello world");
cout << s1 << endl;
s1.resize(5);
cout << s1 << endl;
s1.resize(25, 'x');
cout << s1 << endl;
}
void test_string7()
{
string s1("test.cpp.tar.zip");
//size_t i = s1.find('.');
//size_t i = s1.rfind('.');
//string s2 = s1.substr(i);
//cout << s2 << endl;
string s3("https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/rfind/");
//string s3("ftp://www.baidu.com/?tn=65081411_1_oem_dg");
// 协议
// 域名
// 资源名
string sub1, sub2, sub3;
size_t i1 = s3.find(':');
if (i1 != string::npos)
sub1 = s3.substr(0, i1);
else
cout << "没有找到i1" << endl;
size_t i2 = s3.find('/', i1 + 3);
if (i2 != string::npos)
sub2 = s3.substr(i1 + 3, i2 - (i1 + 3));
else
cout << "没有找到i2" << endl;
sub3 = s3.substr(i2 + 1);
cout << sub1 << endl;
cout << sub2 << endl;
cout << sub3 << endl;
}
void test_string8()
{
string s1("hello world");
string s2 = s1;
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
string s3("xxxxxxxxxxxxxxx");
s1 = s3;
cout << s3 << endl;
}
void test_string9()
{
string s1("hello world");
cin >> s1;
cout << s1 << endl;
}
}test.cpp
cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
#include "string.h"
int main()
{
s::test_string9();
return 0;
}