【STL】手撕 string类

目录

1,string类框架

2,string(构造)

3,~string(析构)

4,swap(交换)

5,string(拷贝构造)

1,常规法

2,简便法

6,size (字符长度)

7,c_str(返回字符形式的指针)

8,iterator(迭代器)

9,operator=(赋值)

1,常规写法

2,简便法

10,operator[](取值)

11,reserve(空间容量)

12,push_back(尾插字符)

13,append(尾插字符串)

14, operator+=(尾插字符)

15,operator+=(尾插字符串)

16,insert(插入)

17,insert(插入字符串)

18,erase(擦除)

19,find(查找字符)

20,find(查找字符串)

21,substr(截取字符串)

22,clear(清空)

23,源代码


上面我们认识了string类,有了一个大概的理解,下面我们来实现一下 string类的框架,来更好的熟悉 string类,也让我们对其有着更深的理解;

1,string类框架

因为库里本身就有 string类,所以我们命名一个空间,我们在这个空间里面来实现 string类;

我们先写一个 string类的基本框架;

namespace bit
{class string{public:private:char* _str;size_t _capacity;size_t _size;static size_t npos;};size_t string::npos = -1;
}

string类 的私有对象由 char类型组成的空间,还有其字符个数,还有其空间的容量,还有一个npos 代表最大值;

2,string(构造)

		//构造string(const char* str = ""){_size = strlen(str);_capacity = _size;_str = new char[_size + 1];strcpy(_str, str);}

我们要初始化 string类,而且必须要让其不为空值,所以我们给一个缺省值 ' \0 ' ,也就是 ““ ,这样最合适不过了;

3,~string(析构)

		~string(){delete[]_str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}

因为 _str 是 new 出来的空间,所以我们用 delete 来释放空间,然后将 _str 指向空,_size 和 _capacity 归 0 即可;

4,swap(交换)

		void swap(string& str){std::swap(_size, str._size);std::swap(_capacity, str._capacity);std::swap(_str, str._str);}

引用 std库里的 swap函数,交换两个string类内的各种数据;

5,string(拷贝构造)

1,常规法

		string(const string& str){_str = new char[str._capacity + 1];strcpy(_str,str._str);_size = str.size();_capacity = _size;}

这里我们都是用深拷贝的,给 _str 开辟一样大的空间;

然后再逐个字符拷贝,之后再赋予 _size 和 _capacity 对应的值;

2,简便法

		string(const string& str){string tmp(str._str);swap(tmp);}

我们先让 tmp 来替我们完成 str 各个数据的拷贝,然后在与 tmp 进行交换,

6,size (字符长度)

		size_t size()const{return _size;}

这个就直接返回有效字符的长度即可;

7,c_str(返回字符形式的指针)

		const char* c_str()const{return _str;}

直接返回 _str 即可;

8,iterator(迭代器)

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

string类里的迭代器的原理其实就是指针,begin()就是首元素地址,end()就是' \0 ' 的地址;

9,operator=(赋值)

1,常规写法

		string& operator=(const string& str){if (this != &str)//为了防止两个一样的string类进行赋值{string tmp(str);swap(tmp);}return *this;}

先要判定一下是否一样的 string类进行赋值,然后再赋值拷贝 tmp,在与 tmp 交换,以达到赋值的效果;

2,简便法

		string& operator=(string str){swap(str);return *this;}

这与上面常规写法不同的是,参数不同,这里的参数是拷贝构造的类,可以直接与其交换,不会影响实参的类的数据;

10,operator[](取值)

		char& operator[](size_t pos){assert(pos <= _size);return _str[pos];}

先要进行一下判定,要取值的下标不能大于字符长度,然后直接数组形式返回即可;

11,reserve(空间容量)

		void reserve(size_t n){if (_capacity < n){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[]_str;_str = tmp;_capacity = n;}}

这种一般是扩容,先判定 n 是否大于原有空间的大小,然后在开辟等大的空间(tmp),在进行拷贝,然后释放掉原空间,再令_str 指向 tmp 再更新 _capacity 的值;

12,push_back(尾插字符)

		void push_back(char ch){if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}_str[_size] = ch;_size++;_str[_size] = '\0';}

还是先判断空间大小,不够的话则进行扩充当原有空间为 0 时,给其赋值 4 个字节大小,反之二倍,然后再尾插新数据,再更新长度,还有重要的 ' \0 ' ,这不能漏,漏了的话打印会出问题的,这是容易犯的错误;

13,append(尾插字符串)

		void append(const char* str){int pos = strlen(str);if (_size + pos > _capacity){size_t newcapacity = _size + pos;reserve(newcapacity);}strcpy(_str+_size, str);_size += pos;}

先计算 str 字符串的大小,然后再进行空间大小判定,不够则扩容然后直接在末尾拷贝即可,然后更新字符长度;

14, operator+=(尾插字符)

		string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}

其实就是套了一层 push_back 的外壳,不过更方便使用些;

15,operator+=(尾插字符串)

		string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}

其实就是套了一层 append 的外壳,不过更方便使用些;

16,insert(插入)

		void insert(size_t pos, char ch){assert(pos <= _size);if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}_size++;size_t end = _size;while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];end--;}_str[pos] = ch;}

首先还是先判定大小,不够则进行扩容,然后更新字符长度,在从下标 pos 开始,整体向后挪一位,然后再向 pos 位置赋值;

17,insert(插入字符串)

		void insert(size_t pos, const char* str){assert(pos <= _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len >_capacity){reserve(_size + len);}_size += len;size_t end = _size;while (end > pos){_str[end] = _str[end - len];end--;}strncpy(_str + pos, str, len);}

和插入字符有着异曲同工之妙,从 pos 位置向后挪要插入字符串的长度,然后再使用 strncpy 进行插入;

18,erase(擦除)

		void erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos <= _size);if (pos==npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else{strcpy(_str + pos, _str + pos + len);_size -= len;}}

先判断 pos 是否越界,如果下标 pos 加上擦除的长度 len 大于字符长度的话,则直接在 pos 位置赋 ' \0 ' ,然后更新字符长度,如果不大于的话,则直接将后面的字符串拷贝至 pos 位置,以达到覆盖擦除的字符串;

19,find(查找字符)

		size_t find(char ch, size_t pos = 0){assert(pos <= _size);int i = 0;for (i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}return npos;}

先判断 pos 是否越界,然后就直接遍历查找嘛,找到了就返回其下标,找不到返回 npos ;

20,find(查找字符串)

		size_t find(const char* str, size_t pos = 0){assert(pos <= _size);const char* p = strstr(_str + pos, str);if (p == nullptr){return npos;}else{return p - _str;}}

先判断 pos 是否越界,然后用 strstr 从 pos 位置开始找为 stt 的字串,将结果返回给 p;

然后判断 p ,若为空则没有找到则返回 npos,反之则返回 字符串的下标;

21,substr(截取字符串)

		string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos){assert(pos <= _size);size_t end = pos + len;if (len == npos || end > _size){end = _size;}string str;str.reserve(end-pos);for (int i = pos; i < end; i++){str += _str[i];}return str;}

截取字符串返回 string类,就是从 pos 位置开始然后尾插 len 个字符,所以我们要找到截取末尾的字符下标 end,如果 pos + len 大于字符串长度 _size ,end 就为 _size;

然后定义一个新string类str,给其开空间,然后再遍历尾插,返回 str 即可;

22,clear(清空)

		void clear(){_size = 0;_str[_size] = '\0';}

直接让其变为空字符串,以达到清空的效果;

23,源代码

namespace bit
{class string{public://构造string(const char* str = ""){_size = strlen(str);_capacity = _size;_str = new char[_size + 1];strcpy(_str, str);}//析构~string(){delete[]_str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}//拷贝构造--传统写法//string(const string& str)//{//	_str = new char[str._capacity + 1];//	strcpy(_str,str._str);//	_size = str.size();//	_capacity = _size;//}//现代写法string(const string& str){string tmp(str._str);swap(tmp);}void swap(string& str){std::swap(_size, str._size);std::swap(_capacity, str._capacity);std::swap(_str, str._str);}//字符长度size_t size()const{return _size;}//指针const char* c_str()const{return _str;}typedef char* iterator;iterator begin()const{cout <<"char* begin()const"<< endl;return _str;}iterator end()const{return _str + size();}//传统写法//string& operator=(const string& str)//{//	if (this != &str)//为了防止两个一样的string类进行赋值//	{//		string tmp(str);//		swap(tmp);//	}//	return *this;//}//s3=s1//现代写法string& operator=(string str){swap(str);return *this;}char& operator[](size_t pos){assert(pos <= _size);return _str[pos];}const char& operator[](size_t pos)const{assert(pos <= _size);return _str[pos];}void reserve(size_t n){if (_capacity < n){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[]_str;_str = tmp;_capacity = n;}}void push_back(char ch){if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}_str[_size] = ch;_size++;_str[_size] = '\0';}void append(const char* str){int pos = strlen(str);if (_size + pos > _capacity){size_t newcapacity = _size + pos;reserve(newcapacity);}strcpy(_str+_size, str);_size += pos;}string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}void insert(size_t pos, char ch){assert(pos <= _size);if (_size == _capacity){size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;reserve(newcapacity);}_size++;size_t end = _size;while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];end--;}_str[pos] = ch;}void insert(size_t pos, const char* str){assert(pos <= _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len >_capacity){reserve(_size + len);}_size += len;size_t end = _size;while (end > pos){_str[end] = _str[end - len];end--;}strncpy(_str + pos, str, len);}void erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos <= _size);if (pos==npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else{strcpy(_str + pos, _str + pos + len);_size -= len;}}size_t find(char ch, size_t pos = 0){assert(pos <= _size);int i = 0;for (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);const char* p = strstr(_str + pos, str);if (p == nullptr){return npos;}else{return p - _str;}}string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos){assert(pos <= _size);size_t end = pos + len;if (len == npos || end > _size){end = _size;}string str;str.reserve(end-pos);for (int i = pos; i < end; i++){str += _str[i];}return str;}void clear(){_size = 0;_str[_size] = '\0';}private:char* _str;size_t _capacity;size_t _size;static size_t npos;};size_t string::npos = -1;
}

其实string类的实现跟数据结构很类似;

手撕一般string类之后,对string类的理解会更上一层楼的;

以上就是string类常用

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