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介绍#xff1a;
一#xff0c;构造函数和析构函数
二#xff0c;赋值运算符与流运算符
三#xff0c;迭代器和运算符重载
四#xff0c;容器接口函数的实现
1#xff0c;增删操作
2#xff0c;查找与插入
3#xff0c;接口的常规操作 介绍#xff1a; S…目录
介绍
一构造函数和析构函数
二赋值运算符与流运算符
三迭代器和运算符重载
四容器接口函数的实现
1增删操作
2查找与插入
3接口的常规操作 介绍 STL容器的模拟实现是我们了解STL函数接口的重要部分也是在学习C容器时的重要环节。这里我们模拟实现string的常规接口。
steing的框架结构 在调试窗口上可观察到string的参数有size(大小)、capacity(大小)、串(char*)。至于迭代器这里可先认为指针。 //框架设计模型 class string { public: typedef char* iterator; //迭代器 private: char* _str; //串 size_t _capacity; //容量 size_t _size; //大小 }; 一构造函数和析构函数 构造函数在实现时首先要注意缺省值的情况。当创建string空类时默认不会初始化且输出时不会输出乱码无任何数据因此这里需将缺省值设为。 //String(const char* str \0) 错误示范可能会出现程序崩溃 //String(const char* str nullptr) 错误示范可能会出现程序崩溃 //普通构造 string(const char* str ) : _capacity(strlen(str) 1) , _size(strlen(str)) { // 构造String类对象时如果传递nullptr指针可以认为程序非 if (nullptr str) { assert(false); return; } _str new char[_capacity]; memcpy(_str, str, _capacity); }//拷贝构造 string(const string s) : _capacity(s._capacity) , _size(s._size) { // 构造String类对象时如果传递nullptr指针可以认为程序非 if (nullptr s) { assert(false); return; } _str new char[_capacity]; memcpy(_str, s._str, s._size 1); } //析构函数 ~string() { delete[] _str; _str nullptr; _capacity _size 0; } 二赋值运算符与流运算符 赋值运算符重载跟构造函数的注意事项一样需注意的是这里进行的是深拷贝不是浅拷贝即重新开辟新的空间进行拷贝。 string operator(const string s) { delete[] _str; char* str new char[s._capacity]; memcpy(str, s._str, s._size 1); _str str; _size s._size; _capacity s._capacity; return *this; } 流的操作符中输出流实现简单只需根据string类的大小进行输出字符即可但输入流需注意以下两点
在进行对string输入时若里面有数据需将其清空。string类的输入操作可能会影响容量的变化和大小的变化若容量不够需进行扩容。 //输出流 ostream operator(ostream _cout, const bit::string s) { for (int i 0; i s._size; i) { _cout s._str[i]; } return _cout; } //输入流 istream operator(istream _cin, bit::string s) { //先清理数据string中的数据 delete[] s._str; char* str new char[s._capacity]; s._str str; memcpy(s._str, \0, 1); s._size 0; //下面进行开始输入操作 char buff[128]; char ch _cin.get(); int i 0; while (ch ! ch ! \n) { buff[i] ch; if (i 127) { buff[i] \0; //在进行增添之前要先判断容量是否够容载 if (s._capacity s._size strlen(buff)) { s._capacity 2 * (s._size strlen(buff)); char* str new char[s._capacity]; memcpy(str, s._str, s._size 1); delete[] s._str; s._str str; } //连接操作注意这里不能用strcat因为strcat本身有bug如下 /*char str[] \0; strcat(str, avbsc); cout str endl; 此程序将会崩溃strcat的第一个参数不能为空*/ int k 0; for (int j s._size; j s._size strlen(buff); j) { s._str[j] buff[k]; } s._size strlen(buff); i 0; } ch _cin.get(); } buff[i] \0; //判断容量 if (s._capacity s._size strlen(buff)) { s._capacity 2 * (s._size strlen(buff)); char* str new char[s._capacity]; memcpy(str, s._str, s._size 1); delete[] s._str; s._str str; } //连接操作 int k 0; for (int j s._size; j s._size strlen(buff); j) { s._str[j] buff[k]; } s._size strlen(buff); return _cin; } 三迭代器和运算符重载 我们目前最常用的迭代器是begin()和end()begin()指向首元素的地址而end()指向尾元素的下一个地址处实现机制如下 iterator begin() { return _str; } iterator end() { return _str _size; } 至于运算符重载的实现这里我们对 “[]、、、、、、!” 进行重载实现。 char operator[](size_t index) { //防止遍历出界 assert(index _size index 0); return *(_str index); } const char operator[](size_t index)const { //防止遍历出界 assert(index _size index 0); return (const char)(*_str index); } bool operator(const string s) { for (int i 0; i _size; i) { if (_str[i] s._str[i]) { return true; } else if (_str[i] s._str[i]) { return false; } } return false; } bool operator(const string s) { for (int i 0; i _size; i) { if (_str[i] s._str[i]) { return true; } else if (_str[i] s._str[i]) { return false; } } return true; } bool operator(const string s) { return !(*this s); } bool operator(const string s) { return !(*this s); } bool operator(const string s) { return !(*this s) !(*this s); } bool operator!(const string s) { return !(*this s); } 四容器接口函数的实现
1增删操作 在实现增删之前我们首先实现reserve增容接口。需注意reserve不能减小容量只能增加容量。 void reserve(size_t n) { if (_capacity n) //不能减小容量 { _capacity _capacity 1 ? n : 2 * n; char* str new char[_capacity]; memcpy(str, _str, strlen(_str) 1); delete[] _str; _str str; } } 这里我们对push_back、erase、、append操作进行接口实现。其中push_back只能在末尾增添一个字符erase可删除多个字符或全部字符“” 和append都是在末尾连接一个串。在实现中要注意string为空和满载的情况。当满载时需使用reserve进行增容操作当为空时要根据接口的功能来进行下一步作用。 //删除操作 string erase(size_t pos, size_t len) { //防止错误操作 assert(len 0); assert(pos 0 pos _size); int deletelen len; if (deletelen _size - pos) //注意当len大于string大小的情况 { deletelen _size - pos; } int _strlen _size 1; memcpy(_str pos, _str pos deletelen, _strlen - pos - deletelen); return *this; } //增加操作 void push_back(char c) { if (_size _capacity - 1) { reserve(_capacity 1); } _str[_size] c; _str[_size] \0; } void append(const char* str) { if (_capacity - 1 _size strlen(str)) { reserve(_size strlen(str)); } for (int i 0; i strlen(str); i) { push_back(str[i]); } } string operator(char c) { push_back(c); return *this; } string operator(const char* str) { append(str); return *this; } 2查找与插入 这里我们模拟find查找和insert插入。实现find查找若找到指定的数据返回第一次出现的位置若没有找到返回无符号整型-1的数值。实现insert插入只需注意要插入的位置在合理位置上即可。 //find查找操作size_t find(char c, size_t pos 0) const //返回c在string中第一次出现的位置 { for (int i pos; i _size pos 0; i) { if (_str[i] c) { return i; } } return -1; } size_t find(const char* s, size_t pos 0) const //返回子串s在string中第一次出现的位置 { for (int i pos; i _size pos 0; i) { int k i; for (int j 0; j strlen(s) i _size; j) { if (s[j] _str[i]) { if (i - k 1 strlen(s)) return k; i; } else break; } i k; } return -1; } //insert插入操作 string insert(size_t pos, char c) { assert(pos 0 pos _size); //保证插入的位置在合理范围中 if (_capacity _size) { reserve(_capacity 1); } for (int i _size; i pos; i--) { _str[i 1] _str[i]; } _str[pos] c; _size; return *this; } string insert(size_t pos, const char* str) { assert(pos 0 pos _size); //保证插入的位置在合理范围中 if (_capacity _size strlen(str) 1) { reserve(_size strlen(str) 2); } for (int i _size; i pos; i--) { _str[i strlen(str)] _str[i]; } int j 0; for (int i pos; i pos strlen(str); i) { _str[i] str[j]; } _size strlen(str); return *this; } 3接口的常规操作 string容器其它的常规接口有resize、swap、c_str、size、capacity、empty、clear七大函数操作。之前已经说明了这七个接口的功能它们的实现原理也很简单这里就不做说明代码如下 void swap(string s) { string tem s; s *this; *this tem; } const char* c_str()const { return _str; } size_t size()const { return _size; } size_t capacity()const { return _capacity; } bool empty()const { return _size 0 ? true : false; } void resize(size_t n, char c \0) { assert(n 0); for (int i _size; i n; i) { push_back(c); } _size n; _str[_size] \0; } void clear() //注意clear不会清理空间只是将数据清理掉 { delete[] _str; char* str new char[_capacity]; _str str; memcpy(_str, , 1); _size 0; } 以上是对string容器实现的常规接口操作实现的功能与正规的功能具有差别这里只需保证我们实现功能用法与正规的一样并保证操作时不会出现bug即可。特别注意的是构造与析构、赋值运算符的模拟实现这种形式在公司面试和笔试上经常会出现。
