标准库_string的代码实现

news2024/12/28 3:19:02

前言

string不属于stl，string比stl出现的早的多，所以string属于标准库，不属于stl
大家可以在cplusplus网站看string的内容

string的六个构造函数

构造函数

在写构造函数的时候不管传的字符串里面有没有字符，都必须至少要new char[1]，跟后面配对上，否则你在构造函数里面new char，而析构函数必须用delete[ ]就会报错，初始化列表不能互相初始化，比如说_capacity(_size)，因为初始化列表初始化的顺序不是看初始化写的顺序，而是成员变量的顺序。

string(const char* str = "")
	:_str(nullptr)
	,_size(strlen(str))
	,_capacity(strlen(str)+1)
{
	_str = new char[_capacity];
	memcpy(_str, str, _size);
	_str[_size] = '\0';
}

析构函数

~string()
{
	delete[] _str;
	_size = _capacity = 0;//可有可无
}

拷贝构造

记得拷贝构造传参必须传引用，不能传值，不然会造成无限传参递归，最后把程序搞崩

string(const string& str)
{
	_str = new char[str.capacity()];
	memcpy(_str, str._str, str.size());
	_size = str.size();
	_capacity = str.capacity();
	_str[_size] = '\0';
}

赋值重载

返回值和传参最好都用传引用，减少拷贝要用的资源消耗

string& operator=(const string& str)
{
	delete[] _str;
	_str = new char[str.capacity()];
	memcpy(_str, str._str, str._size);
	_size = str._size;
	_capacity = str._capacity;
	_str[_size] = '\0';
	return *this;
}

取地址运算符重载

由于这两个一般不自己实现，所以就放在一起写了

string* operator&()
{
	return this;
}
const string* operator&()
{
	return this;
}

迭代器

string的迭代器是可以用原生指针的，可以把string的迭代器iterator理解为char*，const_iterator理解为const char*,const迭代器是可以变化的，但迭代器指向的类的内容是不能变化的

typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
	return _str;
}
const_iterator begin() const
{
	return _str;
}
iterator end()
{
	return _str + _size;
}
const_iterator end() const
{
	return _str + _size;
}

流插入流提取

流插入的时候不要用scanf或者cin，因为scanf和cin都接收不到’\n’和空格，我们可以用重载的cin.get()函数，如果你需要一个有空格的字符串，你可以用string库函数getline()函数，getline函数只有遇到换行时才会终止。

friend ostream& operator<<(ostream& out, const string& st)
{
	out << st._str << endl;
	return out;
}
friend istream& operator>>(istream& in, string& st)
{
	st.clear();
	char ch = '\0';
	in.get(ch);
	while (ch != ' ' && ch != '\n')
	{
		st += ch;
		in.get(ch);
	}
	return in;
}

容量

包括扩容等函数，注意，平时一般不会缩容，因为缩容也需要先释放空间，再重新开一块空间，所以我们平时遇到缩容一般不做任何处理，只有需要扩容的时候才会重新释放然后开空间

size_t capacity() const
{
	return _capacity;
}
size_t capacity()
{
	return _capacity;
}
size_t size()
{
	return _size;
}
size_t size() const
{
	return _size;
}
void clear()
{
	_size = 0;
}
void resize(size_t sz,char ch='\0')
{
	if (sz > _size)
	{
		for (size_t i = _size; i < sz; i++)
		{
			(*this) += ch;
		}
	}
	else
	{
		_size = sz;
	}
}
void reserve(int newcapacity)
{
	if (newcapacity > _capacity)
	{
		char* tmp = new char[newcapacity];
		memcpy(tmp, _str, _size);
		delete[] _str;
		_str = tmp;
		_capacity = newcapacity;
	}
}

access

const成员会调用下面那个重载的函数

char& operator[](size_t index)
{
	assert(index >= 0 && index < _size);
	return _str[index];
}
const char& operator[](size_t index) const
{
	assert(index >= 0 && index < _size);
	return _str[index];
}

compare

可以先写一个大于和等于，然后其他的像我下面一样复用即可

bool operator>(const string& str)
{
	size_t i = 0;
	while (i < _size && i < str._size)
	{
		if (_str[i] <= str._str[i])
		{
			return false;
		}
		i++;
	}
	if (i < _size)
	{
		return true;
	}
	return false;
}
bool operator==(const string& str)
{
	size_t i = 0;
	while (i < str._size && i < _size)
	{
		if (_str[i] != str._str[i])
			return false;
		i++;
	}
	if (i < str._size)
		return false;
	if (i < _size)
		return false;
	return true;
}
bool operator>=(const string& str)
{
	if (*this > str || *this == str)
		return true;
	return false;
}
bool operator<(const string& str)
{
	if (*this >= str)
		return false;
	return true;
}
bool operator!=(const string& str)
{
	if (*this == str)
		return false;
	return true;
}
bool operator<=(const string& str)
{
	if (*this > str)
		return false;
	return true;
}

查

string库是不需要包string.h就可以使用strlen和strcmp等函数的，下面重载了在string里找第一个字符和在string类中找一个字符串的

size_t find(char ch) const
{
	for (int i = 0; i < _size; i++)
	{
		if (_str[i] == ch)
			return i;
	}
	return npos;
}
size_t find(const char* str) const
{
	size_t i = 0;
	size_t sz = strlen(str);
	while (i < _size)
	{
		if (str[0] == _str[i])
		{
			int tmp = memcmp(str, _str + i, sz);
			if (tmp == 0)
			{
				return i;
			}
		}
		i++;
	}
	return npos;
}

增

下面实现了在某个位置插入一个字符和一串字符串两个函数，复用在尾插字符和字符串两个函数，然后运算符重载了两个+=，便于读写代码

void insert(char ch, size_t pos)
{
	if (_size + 1 >= _capacity)
	{
		reserve(_size + 2);
	}
	size_t i = _size;
	while (i >= pos + 1)
	{
		_str[i] = _str[i - 1];
		i--;
	}
	_str[_size] = ch;
	_size++;
	_str[_size] = '\0';
}
void insert(const char* str,size_t pos)
{
	assert(pos <= _size);
	size_t sz = strlen(str);
	if (_size + sz + 1 > _capacity)
	{
		reserve(_size + sz + 1);
	}
	size_t i = _size + sz - 1;
	while (i >=pos+sz)
	{
		_str[i] = _str[i - sz];
		i--;
	}
	memcpy(_str + pos, str, sz);
	_str[_size + sz] = '\0';
	_size = _size + sz;
}
void append(const char* str)
{
	insert(str, _size);
}
string& operator+=(const char* str)
{
	append(str);
	return *this;
}
void push_back(char ch)
{
	if (_size + 1 == _capacity)
	{
		reserve(_capacity * 2 + 1);
	}
	_str[_size] = ch;
	_size++;
	_str[_size] = '\0';
}
string& operator+=(char ch)
{
	push_back(ch);
	return *this;
}

删

len表示在pos位置处要删除多少个字符

string& erase(size_t pos,size_t len)
{
	size_t i = pos + len;
	while (i < _size)
	{
		_str[i - len] = _str[i];
		i++;
	}
	resize(_size - len);
	return *this;
}

改

这里就不实现了，改就是复用查和增就可以实现了。

npos

string库里有一个值为npos，可以看到下图len的值是npos，npos是无符号整型的-1，由于它是无符号整型，补码为最大，最后这个值会变成整型的最大值
在这里插入图片描述
npos有一个特殊的点需要注意

static const size_t npos = -1;//特殊处理
//static const double npos = -1;//报错

这里只有整型是特殊的，其他的类型都不能在这里初始化

string类的完整代码

#include<iostream>
#include<assert.h>
using namespace std;
namespace vientiane
{
	class string
	{
		friend ostream& operator<<(ostream& out, const string& st)
		{
			out << st._str << endl;
			return out;
		}
		friend istream& operator>>(istream& in, string& st)
		{
			st.clear();
			char ch = '\0';
			in.get(ch);
			while (ch != ' ' && ch != '\n')
			{
				st += ch;
				in.get(ch);
			}
			return in;
		}
	public:
		typedef char* iterator;
		typedef const char* const_iterator;
		iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		const_iterator begin() const
		{
			return _str;
		}
		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _str + _size;
		}
		string(const char* str = "")
			:_str(nullptr)
			,_size(strlen(str))
			,_capacity(strlen(str)+1)
		{
			_str = new char[_capacity];
			memcpy(_str, str, _size);
			_str[_size] = '\0';
		}
		string(const string& str)
		{
			_str = new char[str.capacity()];
			memcpy(_str, str._str, str.size());
			_size = str.size();
			_capacity = str.capacity();
			_str[_size] = '\0';
		}
		string& operator=(const string& str)
		{
			delete[] _str;
			_str = new char[str.capacity()];
			memcpy(_str, str._str, str._size);
			_size = str._size;
			_capacity = str._capacity;
			_str[_size] = '\0';
			return *this;
		}
		size_t capacity() const
		{
			return _capacity;
		}
		size_t capacity()
		{
			return _capacity;
		}
		size_t size()
		{
			return _size;
		}
		size_t size() const
		{
			return _size;
		}
		void clear()
		{
			_size = 0;
		}
		void resize(size_t sz,char ch='\0')
		{
			if (sz > _size)
			{
				for (size_t i = _size; i < sz; i++)
				{
					(*this) += ch;
				}
			}
			else
			{
				_size = sz;
			}
		}
		void reserve(int newcapacity)
		{
			if (newcapacity > _capacity)
			{
				char* tmp = new char[newcapacity];
				memcpy(tmp, _str, _size);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_capacity = newcapacity;
			}
		}
		void push_back(char ch)
		{
			if (_size + 1 == _capacity)
			{
				reserve(_capacity * 2 + 1);
			}
			_str[_size] = ch;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';
		}
		string& operator+=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}
		void insert(char ch, size_t pos)
		{
			if (_size + 1 >= _capacity)
			{
				reserve(_size + 2);
			}
			size_t i = _size;
			while (i >= pos + 1)
			{
				_str[i] = _str[i - 1];
				i--;
			}
			_str[_size] = ch;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';
		}
		void insert(const char* str,size_t pos)
		{
			assert(pos <= _size);
			size_t sz = strlen(str);
			if (_size + sz + 1 > _capacity)
			{
				reserve(_size + sz + 1);
			}
			size_t i = _size + sz - 1;
			while (i >=pos+sz)
			{
				_str[i] = _str[i - sz];
				i--;
			}
			memcpy(_str + pos, str, sz);
			_str[_size + sz] = '\0';
			_size = _size + sz;
		}
		void append(const char* str)
		{
			insert(str, _size);
		}
		string& operator+=(const char* str)
		{
			append(str);
			return *this;
		}
		void swap(string& str)
		{
			std::swap(_str, str._str);
			std::swap(_size, str._size);
			std::swap(_capacity, str._capacity);
		}
		const char* c_str() const
		{
			return _str;
		}
		bool empty()
		{
			return _size == 0;
		}
		char& operator[](size_t index)
		{
			assert(index >= 0 && index < _size);
			return _str[index];
		}
		const char& operator[](size_t index) const
		{
			assert(index >= 0 && index < _size);
			return _str[index];
		}
		bool operator>(const string& str)
		{
			size_t i = 0;
			while (i < _size && i < str._size)
			{
				if (_str[i] <= str._str[i])
				{
					return false;
				}
				i++;
			}
			if (i < _size)
			{
				return true;
			}
			return false;
		}
		bool operator==(const string& str)
		{
			size_t i = 0;
			while (i < str._size && i < _size)
			{
				if (_str[i] != str._str[i])
					return false;
				i++;
			}
			if (i < str._size)
				return false;
			if (i < _size)
				return false;
			return true;
		}
		bool operator>=(const string& str)
		{
			if (*this > str || *this == str)
				return true;
			return false;
		}
		bool operator<(const string& str)
		{
			if (*this >= str)
				return false;
			return true;
		}
		bool operator!=(const string& str)
		{
			if (*this == str)
				return false;
			return true;
		}
		bool operator<=(const string& str)
		{
			if (*this > str)
				return false;
			return true;
		}
		size_t find(char ch) const
		{
			for (int i = 0; i < _size; i++)
			{
				if (_str[i] == ch)
					return i;
			}
			return npos;
		}
		size_t find(const char* str) const
		{
			size_t i = 0;
			size_t sz = strlen(str);
			while (i < _size)
			{
				if (str[0] == _str[i])
				{
					int tmp = memcmp(str, _str + i, sz);
					if (tmp == 0)
					{
						return i;
					}
				}
				i++;
			}
			return npos;
		}
		string& erase(size_t pos,size_t len)
		{
			size_t i = pos + len;
			while (i < _size)
			{
				_str[i - len] = _str[i];
				i++;
			}
			resize(_size - len);
			return *this;
		}
		~string()
		{
			delete[] _str;
			_size = _capacity = 0;
		}
		static const size_t npos = -1;//特殊处理
		//static const double npos = -1;//报错
	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;
	};
}

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