嘿，各位技术潮人！好久不见甚是想念。生活就像一场奇妙冒险，而编程就是那把超酷的万能钥匙。此刻，阳光洒在键盘上，灵感在指尖跳跃，让我们抛开一切束缚，给平淡日子加点料，注入满满的passion。准备好和我一起冲进代码的奇幻宇宙了吗？Let's go！
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string的成员变量
成员变量
c_str和size( ),capacity( )
默认成员函数：
string的默认构造
无参构造:
带参构造：
string的析构函数：
string 的拷贝构造：
赋值运算符重载：
尾插相关操作
string 的reserve(扩容)
string的push_back
string的append(追加字符串)
string重载运算符+=
string的遍历:
重载[ ]:
迭代器：
范围for:
string 在任意位置插入删除
insert
编辑erase
编辑 string中的查找和裁剪
find:
substr：
补充拷贝构造和赋值运算符重载的现代写法：
swap
拷贝构造
迭代区间构造
重载赋值运算符
流插入流提取操作符的重载
cout
编辑
cin
clear
本章来模拟实现一下string类，不是按照模板实现，而是按照容易理解的实现。
string的成员变量
我们的string类本质还是字符数组，但我们可以动态开辟，用_str字符指针来指向数组，我们还需要知道数组的空间大小，以及有效字符个数，跟之前实现的顺序表有点类似，但这里用类来实现。
我们将string放在一个命名空间里面，以防和库里的冲突。
namespace refrain
{class string{public:private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;};
}成员变量
c_str和size( ),capacity( )
这里为了方便打印，我们先实现这个返回c类型的字符串，就是j将_str返回，随便也实现另外俩个成员变量的返回
我们将声明与定义分离，写在不同的文件里。
const char* string::c_str() const
{return _str;
}
size_t string::capacity() const
{return _capacity;
}
size_t string::size() const
{return _size;
}默认成员函数：
string的默认构造
无参构造:
_size 和_capacity好处理，都是0但_str应该初始化为什么，是空指针还是什么，不如看看库里面是怎么实现的？
库里面是'\0'那我们就按照它的来实现吧！那就意味着我们一开始就得开一个'\0'的空间。但我们的capacity和size不要记录这个'\0'的空间。
string()
:_str(new char[1]{'\0'})
,_size(0)
,_capacity(0)
{ }带参构造：
我们带参构造就将传入的参数直接拷贝过去就好了。
string(const char* str):_str(new char[strlen(str) + 1]),_size(strlen(str)),_capacity(strlen(str))
{memcpy(_str, str, _size + 1);
}看看这种写法，用了三次strlen时间成本大大提高了，我们可不可以在初始化列表先将_size初始化，然后复用_size呢？
我们试试：
这里为什么_str没有创建空间呢？我们回忆一下初始化列表是按照怎么顺序，对是按照变量声明的顺序，我们先声明的_str,但此时_size还未初始化，_size的值看编译器实现，这里vs将_size初始化为了0，所以只有一个空间。
那有同学就要说了，那我们将声明顺序改一下能不能实现呢，我们试试。
ok了，但这样真的好吗，你这不是自己给自己埋雷吗，万一别人不知道，在这里乱改一下，那怎么办？
我们可以考虑只在初始化列表初始化_size让_str和_capacity走初始化函数。
依旧ok。
还有个问题，我们可不可以给缺省值，就不用写默认无参构造了？
最终版本：
string(const char* str = ""):_size(strlen(str))
{_str = new char[_size + 1];_capacity = _size;memcpy(_str, str, _size + 1);
}string的析构函数：
这个就简单了，但要判断一下，如果_str为空就不能析构
~string()
{if (_str){delete[] _str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}
}string 的拷贝构造：
//传统写法
string::string(const string& s)
{_str = new char[s._capacity + 1];memcpy(_str, s._str, s._size + 1);_size = s._size;_capacity = s._capacity;
}赋值运算符重载：
// s1 = s2
string& string::operator=(const string& s)
{if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1];memcpy(tmp, s._str, s._size + 1);delete[] _str;_str = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;
}尾插相关操作
string 的reserve(扩容)
扩容是一个会频繁调用的操作，所以我们先来实现一下这个操作。
这是库里实现的。
void reserve(size_t n);
先在string.h写个声明，在string.cpp里实现这个函数。我们要将容量扩容到n，如果n>capacity，就直接新创建一块空间然后拷贝，有人说不能用relloc吗，我的建议是不要使用，因为relloc扩容扩的空间大了，也是重新创建一块空间进行扩容，然后拷贝。
那如果n <capacity呢，我们看编译器，可能缩容，但一般不缩容，我们就不实现这个了，缩容是典型的以时间换空间的案例。
void string::reserve(size_t n)
{if (n > _capacity){//注意这里是n+1给'\0'留一点空间char* tmp = new char[n + 1];//要判断_str是否为nullptr对空指针解引用要报错if (_str){memcpy(tmp, _str, _size + 1);delete[] _str;}_str = tmp;_capacity = n;}
}string的push_back
加入函数得先判断一下是否需要扩容，当_size == _capacity 时需要扩容。然后将最后一个字符改成要加入的值，再将_size++最后将最后一个位置弄成'\0'
void string::push_back(char ch)
{if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;reserve(newcapacity);}_str[_size++] = ch;_str[_size] = '\0';
}
string的append(追加字符串)
这里的扩容逻辑就得考虑一下了，如果我们插入的字符串的长度是len,如果len + _size > _capaticy时才会扩容，我们是扩二倍，还是len + _size 呢，如果给多少扩多少时，我们会面临一个问题:就是如果我们频繁扩小字符串，就会频繁扩容；如果我们扩二倍，如果我们扩容的字符串很大，len + _size > 2 * _capacity就出现了一个很严重的问题，我存的值不见了，就好比你去银行存了几百万，结果一查就省几十万了，谁还敢存钱在你们银行。
我们这里就得分类讨论一下了，如果len+_size > 2*capacity，我们就扩容到len +_size，没有就扩到2倍。
void string::append(const char* str)
{size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){size_t newcapacity = _size + len > 2 * _capacity ? _size + len : 2 * _capacity;reserve(newcapacity);}memcpy(_str + _size, str, len + 1);_size += len;
}
string重载运算符+=
实现了push_back和append实现+=运算符就易如反掌了，只需要复用加重载就完成了。
string& string::operator+=(char ch)
{push_back(ch);return *this;
}
string& string::operator+=(const char* str)
{append(str);return *this;
}char& string::operator[](size_t i)
{return _str[i];
}
const char& string::operator[](size_t i) const
{return _str[i];
}我们再来实现一下string的遍历吧
string的遍历:
重载[ ]:
这个实现很简单。直接返回*(_size + i);
char& string::operator[](size_t i)
{assert(i < _size);return _str[i];
}
const char& string::operator[](size_t i) const
{assert(i < _size);return _str[i];
}
迭代器：
这里实现迭代器就使用原生指针了，但底层实现不一定是原生指针，可能是其他的主要看编译器想怎么实现。
string::iterator string::begin()
{return _str;
}
string::iterator string::end()
{return _str + _size;
}
string::const_iterator string::begin() const
{return _str;
}
string::const_iterator string::end() const
{return _str + _size;
}范围for:
实现了迭代器就实现了范围for，范围for的实质就是替换为迭代器。
string 在任意位置插入删除
insert
insert有很多个版本，我们就实现其中比较实用的两个吧，第二个就实现插入一个吧
在pos位置插入一个字符：
就将pos位置之后的字符全部向后挪一步，然后将pos位置改成插入的值。
void string::insert(size_t pos, char ch)
{assert(pos < _size);//判断是否需要扩容if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;reserve(newcapacity);}size_t end = _size + 1;while (pos < end){_str[end] = _str[end - 1];end--;}_str[pos] = ch;_size++;
}
在任意位置插入字符串
void string::insert(size_t pos, const char* str)
{assert(pos < _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){size_t newcapacity = _size + len > 2 * _capacity ? _size + len : 2 * _capacity;reserve(newcapacity);}size_t end = _size + len;while (end >= pos + len){_str[end] = _str[end - len];end--;}for (size_t i = 0; i < len; i++){_str[pos + i] = str[i];}_size += len;
}
erase
任意位置删除n个字符
这里得分类讨论一下，如果删的字符个数过多就等于把后面全删了，这种情况比较好处理，当我们第二个参数不传时，默认删完，那我们该咋实现呢？对给缺省值给你npos我们得先定义一下npos，定义成const静态成员变量
private:size_t _size;size_t _capacity;char* _str;static const size_t npos = -1;在c++这里可以这样给缺省值哦。
erase函数就成这样了。
void erase(size_t pos, size_t len = npos);注意声明和定义不能同时给缺省值。
当删不完的时候
我们可以使用c语言的库函数memmove来移动数据(也是懒得实现了)
void string::erase(size_t pos, size_t len)
{assert(pos < _size);//删完if (len == npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else {memmove(_str + pos, _str + pos + len, _size - (pos + len) + 1);_size -= len;}
}
string中的查找和裁剪
find:
我们也是简单实现这两个哦
最后一个好实现直接遍历一遍即可：
size_t string::find(char ch, size_t pos) const
{for (size_t i = 0; i < _size; i++){if (_str[i] == ch) return i;}return npos;
}
从第pos位置开始查找字符串sub返回最先的找到的下标
这里我们直接调用库函数里面的strstr来查找。
size_t string::find(const char* sub, size_t pos) const
{assert(pos < _size);const char* p = strstr(_str + pos, sub);if (p == nullptr){return npos;}else{return p - _str;}
}
substr：
创建一个string类型的ret，直接+=
string string::substr(size_t pos, size_t len)const
{assert(pos < _size);if (len > _size - pos){len = _size - pos;}string ret;ret.reserve(len);for (size_t i = 0; i < len; i++){ret += _str[pos + i];}return ret;
}
补充拷贝构造和赋值运算符重载的现代写法：
swap
我们先来实现一下swap函数，有人就要问了，库里面不是有swap函数吗
看看库里面的swap
template <class T> void swap ( T& a, T& b )
{T c(a); a=b; b=c;
}看看这里是创建了一个c对象拷贝a对象，然后再赋值交换，要付出的代价有点太大了 。我们在string这个类中仅仅需要交换一下指针和_size 和_capacity就行了。
void string::swap(string& s)
{std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);
}注意这里的函数里面swap函数必须要制定std空间，不然会认为自己调用自己导致无限递归。
但我们学习C++的有两种人，一种是只了解怎么使用string的，一种是像我们这样深入学习string库，了解底层原理，他们并不知道那种更高效，为了避免这种情况发生，我们编译器会自动调用string库里面的swap函数，无论你是下面那种代码：
swap(s1, s2);
s1.swap(s2);然后我们来实现一下构造函数:
我们可以将传入的对象先默认构造一份然后交换给this
拷贝构造
string::string(const string& s)
{string tmp(s_str);swap(tmp);
}但当我们实现以下操作时得到的不是我们想要的答案
void test_string01(){string s1("hello world");s1 += '\0';s1 += "xxxxxx";string s2(s1);cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;}为什么打印不了后面的呢？
问题出在了我们进入拷贝构造后，要将目标字符串默认构造一份，此时的默认构造除了问题，其中计算_size时只会计数到'\0'，会导致出现问题。
那我们咋解决呢？
在string中可以用迭代区间构造，需要使用模版，这里为什么要使用模版呢？有人说直接用string里面的迭代器不就好了。我们不只是可以使用string的迭代器，还可以用其他容器的迭代器。
迭代区间构造
template <class InputIterator>
string(InputIterator first, InputIterator last)
{while (first != last){push_back(*first);++first;}
}我们将拷贝构造改成这样就ok了。
string::string(const string& s)
{string tmp(s.begin(),s.end());swap(tmp);
}重载赋值运算符
赋值运算符也是同样的思路
string& string::operator=(const string& s)
{string tmp(s.begin(), s.end());swap(s);return *this;
}还有一种更简单的写法
string& string::operator=(string tmp)
{swap(tmp);return *this;
}我们这里自己传值传参，传值传参调用构造函数， 然后直接交换，返回*this,出作用于，tmp直接销毁。
流插入流提取操作符的重载
cout
要将该重载定义在string类外。
这个实现就很简单直接打印就行
ostream& operator<<(ostream& os,const string& s)
{for (auto& ch : s){os << ch;}return os;
}
看这种情况，我们打印s1的c_str( )时出现了我们不想要的结果，这是为什么呢，c_str()返回的是c类型的字符串，而c类型的字符串它以'\0'为结尾，只要发现的'\0'就返回。
cin
我们先来简单实现一个我们都爱犯的错误的代码
istream& operator>>(istream& is, string& s)
{char ch; is >> ch;s += ch;while (ch != '\0' && ch != '\n'){is >> ch;s += ch;}return is;
} 
我们发现为什么一直得不到结果呢?因为我们的流输入操作，以空格或者换行为间隔，读取下一个，输入流（如键盘、文件）不会直接读取到 '\0'（'\0' 是字符串的结束符，不是输入字符）。
那我们该怎么解决呢?
c++io流中里面有一个get函数用来读取单个字符
istream& operator>>(istream& is, string& s)
{char ch; is.get(ch);s += ch;while (ch != '\0' && ch != '\n'){is.get(ch);s += ch;}return is;
}
这里还存在一些问题就是，要把之前的数据清除掉。
这又得写个clear函数了
简单实现一下。
clear
void string::clear()
{_size = 0;_str[_size] = '\0';
}这里就不实现缩容了，没必要。
istream& operator>>(istream& is, string& s)
{s.clear();char ch; is.get(ch);s += ch;while (ch != '\0' && ch != '\n'){is.get(ch);s += ch;}return is;
}最后一个小问题，我们如果频繁输入小的数据，就又会频繁扩容的问题出现，那又该怎么解决了，我们都不知道我们要输入多少的字符，也不能提前扩容。
我们可以实现一个内存池，比如开个255空间大小的内存池，当输入的小于255时就放在内存池中。
实现如下:
istream& operator>>(istream& is, string& s)
{s.clear();char buff[256];size_t i = 0;char ch = is.get();while (ch != '\0' && ch != '\n'){buff[i++] = ch;ch = is.get();if (i == 255){buff[i] = '\0';s += buff;i = 0;}}if (i > 0){buff[i] = '\0';s += buff;}return is;
}over！感谢观看！
 -＞ impl Fn(y)` 的同学点进来！)