厦门网站建设公司哪家好,赛事竞猜网站开发,企业咨询顾问,汽车大全官网string类的模拟实现 一、经典的string类问题1.1 构造函数1.1.1 全缺省的构造函数 2.1 拷贝构造3.1 赋值4.1 析构函数5.1 c_str6.1 operator[]7.1 size8.1 capacity9.1 比较#xff08;ASCII#xff09;大小10.1 resize11.1 reserve12.1 push_back(尾插字符)13.1 append(尾插字… string类的模拟实现 一、经典的string类问题1.1 构造函数1.1.1 全缺省的构造函数 2.1 拷贝构造3.1 赋值4.1 析构函数5.1 c_str6.1 operator[]7.1 size8.1 capacity9.1 比较ASCII大小10.1 resize11.1 reserve12.1 push_back(尾插字符)13.1 append(尾插字符串)14.1 字符/字符串15.1 insert插入字符/字符串16.1 erase17.1 swap18.1 find19.1 clear20.1 流插入21.1 流提取 二、整体代码实现2.1 string.h2.2 test.cpp 一、经典的string类问题
string底层是一个字符数组模拟实现string类最主要是实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。
1.1 构造函数
1.1.1 全缺省的构造函数 若写成两个构造函数一个设置成无参一个设置成带参若调用如上的带参构造函数就会报错将str传给_str属于权限放大为了解决这个问题可以将_str改为const char*类型但是无法修改_str所指向的内容调用operator[]函数就会报错。 因为后续要考虑扩容等问题所以最好是new一块空间而无参的构造函数为了保持析构都用delete[]所以使用new[]。 不可以将缺省值设置为nullptrstrlen(str)对于str指针解引用遇到’\0’终止解引用NULL会报错。 将缺省值设置成一个空字符串结尾默认为’\0’。 /*string():_str(new char[1]), _size(0), _capacity(0){_str[0] \0;}*///string(const char* str nullptr) //不可以//string(const char* str \0) //类型不匹配//string(const char* str \0) //可以常量字符串//string(const char* str)string(const char* str ) //可以无论写和不写默认最后以\0结束:_size(strlen(str))//:_str(str)//, _size(strlen(str))//, _capacity(strlen(str)){_capacity _size 0 ? 3 : _size;_str new char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;2.1 拷贝构造
创建一块同样大小的空间并将原来的数据拷贝下来这样两个指针就指向自己的空间一个被修改也不会影响另一个 //s3(s2)string(const string s):_size(s._size), _capacity(s._capacity){_str new char[s._capacity 1];strcpy(_str, s._str);}3.1 赋值
赋值运算符也是默认成员函数如果不写会进行浅拷贝/值拷贝 三种情况 1.若为第一种两者空间大小相同则进行值拷贝 2.若为第二种s1的空间远大于s2的空间进行值拷贝会浪费时间所以系统会按照第三种做法执行 3.若为第三种s1的空间大小需要new开辟一块空间将旧空间销毁将s2拷贝到新开辟的空间 编译器不会这样处理直接将旧空间释放再去开辟新空间并将值拷贝过来 //s1s3string operator(const string s){if (this ! s){/*delete[] _str;_str new char[s._capacity 1];strcpy(_str, s._str);_size s._size;_capacity s._capacity;*/char* tmp new char[s._capacity 1];strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str tmp;_size s._size;_capacity s._capacity;}return *this;}4.1 析构函数 ~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}释放_str并置为空指针将_size和_capacity置为0
5.1 c_str const char* c_str(){return _str;}返回const char*类型的指针 相当于返回字符串
6.1 operator[] char operator[](size_t pos){assert(pos _size);return _str[pos];}const char operator[](size_t pos) const{assert(pos _size);return _str[pos];}由于可能存在string与const string类型所以设置成两个函数构成函数重载
7.1 size size_t size() const{return _size;}返回字符串的大小
8.1 capacity size_t capacity() const{return _capacity;}返回字符串的容量
9.1 比较ASCII大小 //不修改成员变量数据的函数最好都加上constbool operator(const string s) const{return strcmp(_str, s._str) 0;}bool operator(const string s)const{return strcmp(_str, s._str) 0;}bool operator(const string s)const{return *this s || *this s;//return *this s || s *this;}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);}通过C语言函数strcmp比较字符串从头开始字符的ASCII值再通过复用来实现剩下的 如果不小心在复用时将const修饰的传给非const成员就会报错所以括号外面加上const修饰this指针
10.1 resize
分为三种情况 nsize 删除数据 sizencapacity 剩余空间初始化 ncapacity 扩容初始化 void resize(size_t n, char ch \0){if (n _size){//删除数据--保留前n个_size n;_str[_size] \0;}else{if (n _capacity){reserve(n);}size_t i _size;while (i n){_str[i] ch;i;}_size n;_str[_size] \0;}}11.1 reserve
为了防止new失败所以使用临时变量tmp指向new出来的空间若new成功释放旧空间并将 _str指向新空间 void reserve(size_t n){if (n _capacity){char* tmp new char[n 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str tmp;_capacity n;}}12.1 push_back(尾插字符) void push_back(char ch){/*if (_size 1 _capacity){reserve(_capacity * 2);}_str[_size] ch;_size;_str[_size] \0;*/insert(_size, ch);}通过reserve进行类似扩容的操作再将ch赋值给当前最后一个字符
13.1 append(尾插字符串) void append(const char* str){//size_t len strlen(str);//if (_size len _capacity)//{// reserve(_size len);//}//strcpy(_str _size, str);strcat(_str, str);//_size len;insert(_size, str);}通过reserve类似扩容的操作扩大了字符串长度的空间并且在原字符串’\0’的位置开始拷贝str字符串
14.1 字符/字符串 string operator(char ch){push_back(ch);return *this;}string operator(const char* str){append(str);return *this;}使用上面实现好的push_back和append
15.1 insert插入字符/字符串
在pos位置插入字符
string insert(size_t pos, char ch){assert(pos _size);if (_size 1 _capacity){reserve(2 * _capacity);}size_t end _size1;while (end pos){_str[end] _str[end-1];--end;}_str[pos] ch;_size;return *this;}由于pos与end都是size_t类型没有负数 所以当while循环条件设置为endpos并且pos0时–endend变为负数计算的是其补码所以一直成立无法结束循环 需要将end指向_size的下一个位置才能是循环结束
在pos位置插入字符串 string insert(size_t pos, const char* str){assert(pos _size);size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){reserve(_size len);}//挪动数据size_t end _size len;while (end pos len - 1){_str[end] _str[end-len];--end;}/*size_t end _size;for (size_t i 0; i _size 1; i){_str[end len] _str[end];--end;}*///拷贝插入strncpy(_str pos, str, len);_size len;return *this;}临界条件为保证最后一次下标end减去len在下标为0的位置上所以取边界为poslen endposlen-1最后一次取值即为poslen 使用strncpy函数不包含’\0’将str拷贝给_strpos下标位置开始的len个字符
16.1 erase
pos位置开始删除len个数据 分两种情况 1.当poslen总长度时使用strcpy函数拷贝从而覆盖删除要被删除的字符 2.当poslen大于总长度或者len等于npos时剩余长度全部删除 string erase(size_t pos, 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;}17.1 swap //swap(s1, s2);//s1.swap(s2);void swap(string s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_capacity, s._capacity);std::swap(_size, s._size);}交换两个字符串
18.1 find
查找字符返回字符的下标 size_t find(char ch,size_t pos0){assert(pos _size);for (size_t i pos; i _size; i){if (_str[i] ch){return i;}}return npos;}查找字符字串返回字串开始的下标 size_t find(const char* str, size_t pos 0){assert(pos _size);char* p strstr(_str pos, str);if (p nullptr){return npos;}else{return p - _str;}}19.1 clear void clear(){_str[0] \0;_size 0;}清除有效字符
20.1 流插入
流插入重载必须实现为友元函数么 不对使用友元函数是为了在类外面调用类的私有的成员变量若不需要调用则不用友元函数 ostream operator(ostream out, const string s){for (auto ch : s){out ch;}return out;}实现流插入不可以调用c_str(),因为c_str()返回的是一个字符串遇到’\0’就会结束但若打印结果有好几个’\0’则遇见第一个就会结束不符合预期
21.1 流提取
输入多个值C规定空格/换行是值与值之间的区分
istream operator(istream in, string s)//{//错误写法char ch;in ch;while (ch ! ch ! \n){s ch;in ch;}return in;}上述代码在循环中无法找到空格/换行导致循环无法停止 输入的数据在缓冲区中使用循环在缓冲区中提取数据但是空格/换行不在缓冲区中因为认为它是多个值之间的间隔 使用get就不会认为空格/换行是多个值之间的间隔若遇见空格/换行就会存储缓冲区中等待提取
istream operator(istream in, string s){s.clear();char ch in.get();char buff[128];size_t i 0;while (ch ! ch ! \n){//s ch;buff[i] ch;if (i 127){buff[127] \0;s buff;i 0;}ch in.get();}if (i ! 0){buff[i] \0;s buff;}return in;}当需要输入的string对象中有值存在时需要先使用clear清空再输入新的数据 为了避免频繁扩容使用一个128的字符数组接收若输入的数据比128小跳出循环将数组中的数据传给string类s若输入的数据比128大则将字符数组整体传给string类s再正常扩容
二、整体代码实现
2.1 string.h
#pragma once
#pragma once
#include assert.hnamespace zl
{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():_str(new char[1]), _size(0), _capacity(0){_str[0] \0;}*///string(const char* str nullptr) //不可以//string(const char* str \0) //类型不匹配//string(const char* str \0) //可以常量字符串//string(const char* str)string(const char* str ) //可以无论写和不写默认最后以\0结束:_size(strlen(str))//:_str(str)//, _size(strlen(str))//, _capacity(strlen(str)){_capacity _size 0 ? 3 : _size;_str new char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}//s3(s2)string(const string s):_size(s._size), _capacity(s._capacity){_str new char[s._capacity 1];strcpy(_str, s._str);}//s1s3string operator(const string s){if (this ! s){/*delete[] _str;_str new char[s._capacity 1];strcpy(_str, s._str);_size s._size;_capacity s._capacity;*/char* tmp new char[s._capacity 1];strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str tmp;_size s._size;_capacity s._capacity;}return *this;}~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}const char* c_str(){return _str;}char operator[](size_t pos){assert(pos _size);return _str[pos];}const char operator[](size_t pos) const{assert(pos _size);return _str[pos];}size_t size() const{return _size;}size_t capacity() const{return _capacity;}//不修改成员变量数据的函数最好都加上constbool operator(const string s) const{return strcmp(_str, s._str) 0;}bool operator(const string s)const{return strcmp(_str, s._str) 0;}bool operator(const string s)const{return *this s || *this s;//return *this s || s *this;}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);}void resize(size_t n, char ch \0){if (n _size){//删除数据--保留前n个_size n;_str[_size] \0;}else{if (n _capacity){reserve(n);}size_t i _size;while (i n){_str[i] ch;i;}_size n;_str[_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 1 _capacity){reserve(_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);strcat(_str, str);//_size len;insert(_size, str);}string operator(char ch){push_back(ch);return *this;}string operator(const char* str){append(str);return *this;}string insert(size_t pos, char ch){assert(pos _size);if (_size 1 _capacity){reserve(2 * _capacity);}size_t end _size1;while (end pos){_str[end] _str[end-1];--end;}_str[pos] ch;_size;return *this;}string insert(size_t pos, const char* str){assert(pos _size);size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){reserve(_size len);}//挪动数据size_t end _size len;while (end pos len - 1){_str[end] _str[end-len];--end;}/*size_t end _size;for (size_t i 0; i _size 1; i){_str[end len] _str[end];--end;}*///拷贝插入strncpy(_str pos, str, len);_size len;return *this;}string erase(size_t pos, 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;}//swap(s1, s2);//s1.swap(s2);void swap(string s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_capacity, s._capacity);std::swap(_size, s._size);}size_t find(char ch,size_t pos0){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);char* p strstr(_str pos, str);if (p nullptr){return npos;}else{return p - _str;}}void clear(){_str[0] \0;_size 0;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;static const size_t npos;//可以//static const size_t npos -1;//不可以//static const double dpos1.1;};const size_t string::npos -1;ostream operator(ostream out, const string s){for (auto ch : s){out ch;}return out;}istream operator(istream in, string s){s.clear();char ch in.get();char buff[128];size_t i 0;while (ch ! ch ! \n){//s ch;buff[i] ch;if (i 127){buff[127] \0;s buff;i 0;}ch in.get();}if (i ! 0){buff[i] \0;s buff;}return in;}void test_string1(){string s1;string s2(hello world);cout s1.c_str() endl;cout s2.c_str() endl;s2[0];cout s1.c_str() endl;cout s2.c_str() endl;}void test_string2(){string s1;string s2(hello world);string s3(s2);cout s1.c_str() endl;cout s2.c_str() endl;cout s3.c_str() endl;s2[0];cout s2.c_str() endl;cout s3.c_str() endl;s1 s3;cout s1.c_str() endl;cout s3.c_str() endl;}void Print(const string s){for (size_t i 0; i s.size(); i){cout s[i] ;}cout endl;string::const_iterator it s.begin();while (it ! s.end()){//*it x;it;}cout endl;for (auto ch : s){cout ch ;}}void test_string3(){string s1(hello world);for (size_t i 0; i s1.size(); i){s1[i];}cout endl;for (size_t i 0; i s1.size(); i){cout s1[i] ;}cout endl;Print(s1);string::iterator it s1.begin();while (it ! s1.end()){(*it)--;it;}cout endl;it s1.begin();while (it ! s1.end()){cout *it ;it;}cout endl;for (auto ch : s1){cout ch ;}cout endl;}void test_string4(){string s1(hello world);string s2(hello world);string s3(xx);cout (s1 s2) endl;cout (s1 s2) endl;cout (s1 s2) endl;}void test_string5(){string s1(hello world);s1.push_back( );s1.append(xxxxxxxxxxxxxxxxxxx);cout s1.c_str() endl;string s2;s2 a;s2 b;s2 c;cout s2.c_str() endl;s1.insert(5, x);cout s1.c_str() endl;s1.insert(0, x);cout s1.c_str() endl;}void test_string6(){string s1(hello world1111111111111111111111111111);cout s1.capacity() endl;s1.reserve(10);cout s1.capacity() endl;}void test_string7(){string s1;s1.resize(20, x);cout s1.c_str() endl;s1.resize(30, y);cout s1.c_str() endl;s1.resize(10);cout s1.c_str() endl;}void test_string8(){string s1(11111111111);s1.insert(0, x);cout s1.c_str() endl;s1.insert(3, x);cout s1.c_str() endl;s1.insert(3, yyy);cout s1.c_str() endl;s1.insert(0, yyy);cout s1.c_str() endl;}void test_string9(){string s1(0123456789);cout s1.c_str() endl;s1.erase(4, 3);cout s1.c_str() endl;s1.erase(4, 30);cout s1.c_str() endl;s1.erase(2);cout s1.c_str() endl;}//流插入重载必须实现成友元函数不对void test_string10(){string s1(0123456789);s1 \0;s1 xxxxxxxx;cout s1 endl;cout s1.c_str() endl;string s2;cin s2;cout s2 endl;cin s1;cout s1 endl;}}2.2 test.cpp
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include iostream
using namespace std;#include string.hint main()
{try{//zl::test_string1();//zl::test_string2();//zl::test_string3();//zl::test_string4();//zl::test_string5();//zl::test_string6();//zl::test_string7();//zl::test_string8();//zl::test_string9();zl::test_string10();}catch (const exception e){cout e.what() endl;}//zl::string s1;//std::string s2;//cout sizeof(s1) endl;//24 //12//cout sizeof(s2) endl;//40 //28//zl::string s3(11111);//std::string s4(111111);//cout sizeof(s3) endl;//24 //12//cout sizeof(s4) endl;//40 //28return 0;
}
