模拟实现的节奏比较快，大家可以先去看看博主的关于string的使用，然后再来看这里的模拟实现过程
C++：String类的使用-CSDN博客
String模拟实现大致框架迭代器以及迭代器的获取（public定义，要有可读可写的也要有可读不可写的）/成员变量（private定义） 并且为了不和库的string冲突，我们需要自己搞一个命名空间
namespace cyx
{
class string
{
public:
//迭代器的实现(可读可写)
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
//迭代器的实现(可读不可写)
typedef const char* const_iterator;
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
static const size_t npos;
//static const size_t npos=-1 vs下int类型支持给static和const同时修饰的变量用缺省值
};
const size_t string::npos = -1;//静态成员遍历类外初始化
}nops是一个静态变量，要类内定义类外初始化，由于nops是size_t类型，赋值-1会被强转成最大的无符号整数
一、构造+析构+赋值重载（Member functions）
1.1 全缺省构造函数
//构造函数
string(const char* str = "")
:_size(strlen(str))
{
_capacity = _size == 0 ? 3 : _size;
_str = new char[_capacity + 1];// 多开一块\0的空间
strcpy(_str, str);
}1、 “ ”空字符串其实里面默认就有\0，所以缺省值直接给空字符串就行
2、_capacity 一定要给初始空间，不然后面如果涉及到2倍扩容，为0的话就扩不了了
3、要多开一块空间，连这个\0
4、可以复用strcpy函数
1.2 拷贝构造函数的传统写法
传统的思路就是拷贝，也就是我们先根据被拷贝的对象的_capacity开空间，然后再进行拷贝
string(const string& s)
:_size(s._size)
, _capacity(s._capacity)
{
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
}1.3 拷贝构造函数的现代写法和swap函数
现代的思路就是，尝试去复用，比如说我们可不可以直接去利用前面的构造函数去构造一个新对象，然后再窃取新对象的成果（利用swap）
//交换字符串
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);//浅拷贝，没有开空间，只是改变指针指向
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
} string(const string& s)
:_str(nullptr)
{
string temp(s._str);
swap(temp);
}传统写法和现代写法参数一样，不能重载，只能保留一个
1. 4 迭代器区间构造
//迭代器区间构造
template <class InputIterator>
string(InputIterator first, InputIterator last)
:_str(new char[last-first+1])
,_size(0)
,_capacity(last-first)
{
while (first != last)
{
push_back (*first);
++first;
}
}这里定义的模版InputIterator的意思其实是这边我们可以传不同类型对象的迭代器，我们并不知道这个迭代器里面有多少元素，所以得用指针-指针，即last-first来确定我们的容量，然后再开空间，一个个进行尾插。
1.5 赋值重载的传统写法
传统的思路就是，先开一块新空间拷贝旧数据，然后再释放掉原空间，这里尽量是先开空间再释放，避免我们开空间失败导致原始数据的丢失。
//赋值重载(传统写法)
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)//避免自赋值
{
//先开新空间再毁旧空间，避免新空间开失败导致数据丢失
char* temp = new char[s._capacity + 1];
strcpy(temp, s._str);
delete[]_str;
_str = temp;
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
return *this;
}注意：要注意自赋值情况！！否则刚拷贝完自己就被释放了
1.6 赋值重载的现代写法
现代的思路就是，既然被赋值这个空间不想要，那就和形参直接交换吧！！但是要注意的是，这里就不能像传统的一样用const引用了，否则不想要的空间就给到我们的赋值对象了，这边就得用传值传参，这样被交换的就只是一个临时拷贝，不想要的空间随着栈帧的结束被销毁。
//赋值重载(现代写法)
string& operator=(string s)//必须用值传递，否则会导致原数据的丢失
{
swap(s);
return *this;
}传统写法和现代写法参数不一样，一个是const引用，一个传值传参，所以可以同时存在。
1.7 析构函数
~string()
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}二、容量相关的接口（Capacity）
2.1 size、capacity
//获取当前size
size_t size() const
{
return _size;
}
//获取当前capacity
size_t capacity() const
{
return _capacity;
}2.2 reserve
如果n比_capacity大，思路就是先开新空间进行拷贝，然后再释放旧空间
//改变capacity
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}2.3 resize
如果n比_size大，我们根据n去扩容，然后因为string的底层是字符数组，所以memset就很适合，他就是可以去一个字节一个字节设置成我们想要的。缺省值给‘\0’
//改变size
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n > _size)
{
reserve(n);
memset(_str + _size, ch, n - _size);
}
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}2.4 clear和empty
//清理字符串
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
//判断字符串是否为空
bool empty()
{
return _capacity == 0;
}2.5 shrink_to_fit（用得少）
缩容到size位置，平时用的很少，我们要尽量减少扩容，思路也是一样的，开辟新空间去拷贝，再释放旧空间
void shrink_to_fit()
{
char* temp = new char[_size + 1];
strcpy(temp, _str);
delete[] _str;
_str = temp;
_capacity = _size;
}三、[ ]和比较运算符重载
//[]重载(可读可写)
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);//确保地址有效
return _str[pos];
}
//[]重载(可读不可写)
const char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);//确保地址有效
return _str[pos];
}
//比较类型重载
//>
bool 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;
}
//<
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);
}有了[ ]、迭代器，我们可以展示3种遍历方法：下标访问、迭代器区间访问、范围for访问
void Print(const string& s)
{
//下标遍历
for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
cout << s[i] << " ";
cout << endl;
//迭代器遍历访问
string::const_iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
//范围for
for (auto &e : s)
cout << e << " ";
cout << endl;
}四、增删接口（Modifiers）
字符串的增删接口一般要设置两个版本，一个是操作字符，一个是操作字符串,我们先把最难的insert和erase搞了，其他的就可以复用了
4.1 insert
//指定位置插入一个字符
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
//判断是否需要扩容
if (_size + 1 > _capacity)
reserve(2 * _capacity);
//pos后的数据要往后挪，所以要从后往前移
size_t end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
++_size;
return *this;
}
//指定位置插入一个字符串
string& insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
//判断是否需要扩容
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
reserve(_size + len);
size_t end = _size + len;
while (end > pos + len - 1)
{
_str[end] = _str[end - len];
--end;
}
//拷贝插入
strncpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
return *this;
}4.2 erase
//删除指定位置之后的字符
string& erase(const size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
//有两种情况，一种是全删完，一种是删中间的一部分
//全删完
if (len == npos || pos + len > _size)//len == npos必须写，因为nops是无符号最大值，+的话会溢出
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
//删一部分
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
return *this;
}len == npos这个判断条件必须写，因为nops已经是无符号最大值了，再+会溢出
4.3 push_back
//尾插一个字符
void push_back(char ch)
{
insert(_size, ch);
}4.4 append
//尾插一个字符串
string& append(const char* str)
{
return insert(_size, str);
}4.5 +=重载（用的多）
//+=重载 字符
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
//+=重载 字符串
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}五、字符串操作（String operations）
5.1 获取c类型字符串
//获取c类型字符串
const char* c_str() const
{
return _str;
}5.2 寻找指定字符串并返回下标
//寻找指定字符串并返回下标
size_t find(const char* str, size_t pos = 0)const
{
assert(pos < _size);
char* p = strstr(_str + pos, str);
if (p == nullptr)
return npos;
return p - _str;
}六、重载流插入和流提取
我们不能写在类内，否则会*this会占用第一个操作数，不符合我们的使用习惯。
6.1 流提取
//重载<<
std::ostream& operator<< (std::ostream& out, const string& s)
{
//可以用范围for，也可以用迭代器 范围for是用宏写的，本质上也是迭代器！
for (auto ch : s)
out << ch;
return out;
}6.2 流插入
首先我们要知道两点，1.>>只会读取到空格或者换行结束 2.读取前会清理掉原空间的数据
//重载>>
std::istream& operator>> (std::istream& in, string& s)
{
//读取前要先清理掉原来存在的字符
s.clear();
//用get获取字符
char ch = in.get();
//先用一个数组存起来，再一起加
char buff[128];
size_t i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
//原始方法，一个字符一个字符加太麻烦，先用一个数组存起来，再一起加
//s += ch;
buff[i++] = ch;
if (i == 127)
{
buff[127] = '\0';
s += buff;
i = 0;//重置i
}
ch = in.get();
}
//循环结束后可能还要一些字母没有存进去
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}我们用一个buff数组来暂时存储需要插入的字符，等存完了再+=，这样可以提高效率，以空间换时间
七、string模拟实现全部代码
namespace cyx
{
using std::endl;
using std::cout;
class string
{
public:
//迭代器的实现(可读可写)
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
//迭代器的实现(可读不可写)
typedef const char* const_iterator;
const_iterator begin() const
{
return _str;
}
const_iterator end() const
{
return _str + _size;
}
//交换字符串
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);//浅拷贝，没有开空间，只是改变指针指向
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}
//构造函数
string(const char* str = "")
:_size(strlen(str))
{
_capacity = _size == 0 ? 3 : _size;
_str = new char[_capacity + 1];// 多开一块\0的空间
strcpy(_str, str);
}
//拷贝构造函数(传统写法)
/*string(const string& s)
:_size(s._size)
, _capacity(s._capacity)
{
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
}*/
//拷贝函数的现代写法
string(const string& s)
:_str(nullptr)
{
string temp(s._str);
swap(temp);
}
//迭代器区间构造
template <class InputIterator>
string(InputIterator first, InputIterator last)
:_str(new char[last-first+1])
,_size(0)
,_capacity(last-first)
{
while (first != last)
{
push_back (*first);
++first;
}
}
//赋值重载(传统写法)
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)//避免自赋值
{
//先开新空间再毁旧空间，避免新空间开失败导致数据丢失
char* temp = new char[s._capacity + 1];
strcpy(temp, s._str);
delete[]_str;
_str = temp;
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
return *this;
}
//赋值重载(现代写法)
string& operator=(string s)//必须用值传递，否则会导致原数据的丢失
{
swap(s);
return *this;
}
//析构函数
~string()
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
//获取c类型字符串
const char* c_str() const
{
return _str;
}
//获取当前size
size_t size() const
{
return _size;
}
//获取当前capacity
size_t capacity() const
{
return _capacity;
}
//[]重载(可读可写)
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos < _size);//确保地址有效
return _str[pos];
}
//[]重载(可读不可写)
const char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);//确保地址有效
return _str[pos];
}
//比较类型重载
//>
bool 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;
}
//<
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);
}
//改变size
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n > _size)
{
reserve(n);
memset(_str + _size, ch, n - _size);
}
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
//改变capacity
void reserve(size_t n)
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
//尾插一个字符
void push_back(char ch)
{
insert(_size, ch);
}
//尾插一个字符串
string& append(const char* str)
{
return insert(_size, str);
}
//+=重载 字符
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
//+=重载 字符串
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}
//指定位置插入一个字符
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
//判断是否需要扩容
if (_size + 1 > _capacity)
reserve(2 * _capacity);
//pos后的数据要往后挪，所以要从后往前移
size_t end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
++_size;
return *this;
}
//指定位置插入一个字符串
string& insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
//判断是否需要扩容
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
reserve(_size + len);
size_t end = _size + len;
while (end > pos + len - 1)
{
_str[end] = _str[end - len];
--end;
}
//拷贝插入
strncpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
return *this;
}
//删除指定位置之后的字符
string& erase(const size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
//有两种情况，一种是全删完，一种是删中间的一部分
//全删完
if (len == npos || pos + len > _size)//len == npos必须写，因为nops是无符号最大值，+的话会溢出
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
//删一部分
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
return *this;
}
//寻找指定字符并返回下标
size_t find(char ch, size_t pos = 0)const
{
assert(pos < _size);
for (size_t i = pos; i < _size; ++i)
if (_str[i] == ch)
return i;
return npos;
}
//寻找指定字符串并返回下标
size_t find(const char* str, size_t pos = 0)const
{
assert(pos < _size);
char* p = strstr(_str + pos, str);
if (p == nullptr)
return npos;
return p - _str;
}
//清理字符串
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
//缩容到他的size
void shrink_to_fit()
{
char* temp = new char[_size + 1];
strcpy(temp, _str);
delete[] _str;
_str = temp;
_capacity = _size;
}
//判断字符串是否为空
bool empty()
{
return _capacity == 0;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
static const size_t npos;
//static const size_t npos=-1 vs下int类型支持给static和const同时修饰的变量用缺省值
};
const size_t string::npos = -1;//静态成员遍历类外初始化
//重载<<
std::ostream& operator<< (std::ostream& out, const string& s)
{
//可以用范围for，也可以用迭代器 范围for是用宏写的，本质上也是迭代器！
for (auto ch : s)
out << ch;
return out;
}
//重载>>
std::istream& operator>> (std::istream& in, string& s)
{
//读取前要先清理掉原来存在的字符
s.clear();
//用get获取字符
char ch = in.get();
//先用一个数组存起来，再一起加
char buff[128];
size_t i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
//原始方法，一个字符一个字符加太麻烦，先用一个数组存起来，再一起加
//s += ch;
buff[i++] = ch;
if (i == 127)
{
buff[127] = '\0';
s += buff;
i = 0;//重置i
}
ch = in.get();
}
//循环结束后可能还要一些字母没有存进去
if (i != 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
//遍历方法的展示
void Print(const string& s)
{
//下标遍历
for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
cout << s[i] << " ";
cout << endl;
//迭代器遍历访问
string::const_iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
//范围for
for (auto &e : s)
cout << e << " ";
cout << endl;
}
有新的后面再补充哦！
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