【和春笋一起学C++】（四十九）C++中string类的简介

**前言：cstring库是C语言标准库string.h的C++版本，主要用于处理C分格字符串（以空字符'\0'结尾的字符数组），通过#include <cstring>引入。**C++中的string类包含了cstring库的所有功能。本文介绍string类中的一些方法，了解string类是如何实现与cstring库相同功能的。

[1. 默认构造函数](#1. 默认构造函数)

[2. 比较操作符重载函数](#2. 比较操作符重载函数)

[3. 赋值操作符重载函数](#3. 赋值操作符重载函数)

[4. 中括号重载函数](#4. 中括号重载函数)

一个简略版的string类如下：

cpp 复制代码

#include <iostream>
class MyClassString
{
public:
	MyClassString();///default constructor
	MyClassString(const char* s)
	{
		len = std::strlen(s);
		str = new char[len + 1];
		std::strcpy(str, s);
	}
	MyClassString(const MyClassString&);//copy constructor
	~MyClassString();///destructor
public:
	int length() const;
	friend bool operator<(const MyClassString &st, const MyClassString& st2);
	friend bool operator>(const MyClassString &st, const MyClassString& st2);
	friend bool operator==(const MyClassString &st, const MyClassString& st2);
	friend std::istream& operator>> (std::istream& is, const MyClassString& st);
    friend std::ostream& operator<< (std::ostream& os, const MyClassString& st)
	{
		os << st.str;
		return os;
	}
	char& operator[](int i);
	const char& operator[](int i) const;
    MyClassString& operator= (const MyClassString& s);
	MyClassString& operator= (const char* s);
private:
	char* str;///pointer to string
	int len;///length of string
	static int num_strings;///number of object
	static const int CINLIM = 80;///cin input limit
};

程序说明：

1. 默认构造函数

默认构造函数的定义如下：

cpp 复制代码

MyClassString::MyClassString()
{
	len = 0;
	str = new char[1];
	str[0] = '\0';///default string
}

其中，第二行在分配内存空间时，使用new char[1]而不是new char，是为了与析构函数中的代码(delete []str;)兼容。

delete []与使用new []初始化的指针和空指针都兼容，因此对于默认构造函数，还可以写成如下形式：

cpp 复制代码

MyClassString::MyClassString()
{
	len = 0;
	str = 0;///sets str to the null pointer
}

2. 比较操作符重载函数

在string类中，执行比较操作的方法有3个。如果第一个字符串在第二个字符串之前，则operator<()函数返回true。

operate<()函数定义如下：

cpp 复制代码

bool operator>(const MyClassString &st, const MyClassString& st2)
{
	if (std::strcmp(st.str, st2.str) > 0)
	{
		return true;
	}
	else
	{
		return false;
	}
}

strcmp函数说明：

函数原型：int strcmp(const char *s1, const char *s2);

参数：两个指向字符串的指针（s1 和 s2）。

返回值：整数类型，表示比较结果。

原理：从第一个字符开始，依次对比 s1 和 s2 对应位置的字符（基于ASCII值），当遇到不同字符 或字符串结束符 \0 时停止比较。当s1等于s2时，返回0；当s1小于s2时（基于ASCII值），返回负数；当s1大于s2时（基于ASCII值），返回正数；

同理，operate>()和operate==()方法的定义如下：

cpp 复制代码

bool operator<(const MyClassString &st, const MyClassString& st2)
{
	return (std::strcmp(st.str, st2.str) < 0);
}
bool operator==(const MyClassString &st, const MyClassString& st2)
{
	return (std::strcmp(st.str, st2.str) == 0);
}

将比较操作符重载函数设置为友元函数，可以使string对象与C字符串的比较更加方便。如：

cpp 复制代码

    MyClassString testString("test");
	MyClassString testString2("abcd");
	if (testString > testString2)
	{
		cout << testString << "大于" << testString2 << endl;
	}
	else
	{
		cout << testString << "小于" << testString2 << endl;
	}
	if (testString > "xyzw")
	{
		cout << testString << "大于" << "xyzw" << endl;
	}
	else
	{
		cout << testString << "小于" << "xyzw" << endl;
	}

3. 赋值操作符重载函数

如果没有对赋值操作符进行重载，那么将一个常规字符串（如C分格的字符串）复制到MyClassString类中，则需要编写如下代码：

cpp 复制代码

MyClassString test_string;
char temp[80];
std::cin.getline(temp, 80);
test_string = temp;

getline函数读取输入的字符串。getline函数会在遇到换行符后将输入的字符串存入到temp字符数组中，并自动在末尾添加字符串结尾标记'\0'。最后一条语句中，程序使用构造函数MyClassString(const char* s)创建一个临时MyClassString对象，对象包含了temp中的字符串拷贝（只有一个参数的构造函数将被用作转换函数）。然后使用MyClassString& operator= (const MyClassString&)函数将临时对象中的信息复制到MyClassString对象test_string中，最后程序使用析构函数来删除临时对象。

上面字符串赋值的方式效率较低，为此，可以通过重载赋值操作符，使得能够直接使用常规字符串进行赋值，而不必创建临时对象。重载赋值操作符函数的代码如下：

cpp 复制代码

    MyClassString& MyClassString::operator= (const char* s)
	{
		delete[] str;
		len = std::strlen(s);
		str = new char[len + 1];
		std::strcpy(str, s);
		return *this;
	}

函数说明：重载赋值操作符函数中，首先释放原来字符串占据的内存空间，并为新字符串分配足够的内存，字符串与字符数组相比，末尾多了个'\0'字符，因此字符串的长度要在字符数组长度基础上加1。其中，strlen函数

strlen函数是C语言标准库函数，用于计算C风格字符串的长度（即以空字符 '\0' 结尾的字符数组）。

函数原型为：size_t strlen(const char* str);

函数参数：指向以 '\0' 结尾的字符串的指针（如 const char* 或 char[]）

返回值：字符串中字符的数量（不包括结尾的 '\0' ），类型为 size_t（无符号整数）

头文件：使用时需包含头文件 <cstring>

4. 中括号重载函数

对于C字符串来说，可以使用中括号访问其中的字符。在C++中可以通过重载中括号操作符，使C++字符串也能通过中括号访问其中的字符。通常，二元操作符位于两个操作数之间，但对于中括号操作符，一个操作数位于第一个中括号的前面，另一个操作数位于中括号之间。例如，对于表达式：tempString[1]，tempString是第一个操作数，1是第二个操作数。重载中括号操作符函数的定义如下：

cpp 复制代码

char& operator[](int i)
{
    return str[i];
}

将函数返回值声明为char &，意味着可以给特定元素赋值。假设有下面的语句：

cpp 复制代码

MyClassString testString("might");
testString[0] = 'n';

第二条语句通过中括号操作符重载函数被转化为如下形式：

cpp 复制代码

testString.operator[][0] = 'n';

由于中括号操作符重载函数返回的是指向testString.str[0]的引用，因此上述语句等同于如下代码：

cpp 复制代码

testString.str[0] = 'n';

上面的代码自然是不合语法的，因为testString对象不能直接访问私有数据成员，但因为重载了中括号操作符，因此可以通过中括号操作符重载函数访问私有数据成员str，最终字符串str的内容由"might"被修改为"night"。