模拟实现std::string类(包含完整、分文件程序)

std库中的string是一个类,对string的模拟实现,既可以复习类的特性,也可以加深对std::string的理解。

🌈一、搭建框架

☀️1.新命名空间

本质上string是一个储存在库std里面的类,现在需要模拟实现一个string类,为了不和std库冲突,因此将我们自己写的string放进一个新的命名空间中,假设命名空间名为tmp:

namespace tmp {class string {public:...private:...};
}

☀️2.成员变量的设置

思考,用哪些变量可以完整的描述并找到一个字符串:
①找头:指向该字符串的指针——char* _str
②找尾:知道指针指向的这串字符串的有效长度——size_t _size
③前提是有底层空间:字符串不像内置类型,编译器不会主动分配空间,需要我们自己开辟。底层空间大于等于字符串所占用的空间——size_t _capacity

private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;

☀️3.缺省静态变量

比如常用的缺省值npos,本质上就是一个静态变量。
npos代表整型的最大值,即unsigned int -1,在很多地方都需要用npos充当默认值,表示有多少就取多少,那么npos是怎么声明默认值的呢?
这归功于编译器的特殊处理。
npos是静态成员变量,属于整个类的所有对象,不独属于某一个单独的对象,因此不会走初始化列表,又因为只有初始化列表处才能赋缺省值,因此按道理不可以给静态变量npos赋予缺省值。但由于有特殊需求,编译器就对此做了特殊处理,在前面加上const后,就可以用给静态变量npos赋缺省值了。
注意:该特殊处理只限于整型。

private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;const static size_t npos = -1;};

(static和const的前后顺序无要求)

该特殊设计的其他用处:
在这里插入图片描述
直接定义一个静态缺省变量,用该变量定义数组。

🌈二、基础操作函数

☀️1.迭代器和begin、end

🎈(1)迭代器

迭代器本质上是指针,能指向string的迭代器对应字符指针,分为有无const两种:
①const char*:string::const_iterator
②char*:string::iterator
需要在public部分的最上面进行typedef:

namespace tmp {class string {public:typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;...};
}

🎈(2)首尾迭代器函数 begin、end

begin和end的功能是分别是返回指向字符串开头和结尾的迭代器。每一个函数都对应两个重载,分别对应const类型和非const类型的字符串。

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

☀️2.返回字符串指针 c_str

很简单,直接返回成员变量_str:

//返回字符串指针const char* c_str() const{return _str;}

☀️3.返回字符串大小 size

//计算大小size_t size() const{return _size;}

☀️4.交换字符串 swap

交换字符串本质上就是进行字符指针、_size、_capzcity3个变量的交换。因此在我们写的swap(tmp::swap)内部要调用3次std::swap函数实现交换,切忌自己调用自己,会无限递归导致栈溢出。

//交换字符串void swap(string& s) {//借助std的swap,以防自己调用自己从而栈溢出std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}

🌈三、预留空间 reserve

reserve就是显式地控制底层空间大小,步骤为:申请新的空间,拷贝旧空间的内容,释放旧空间,指针指向新空间:

void reserve(size_t n) {if (n > _capacity) {char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;//_size不变,光_capacity变_capacity = n;}}

🌈四、构造、拷贝构造、析构

☀️1.构造函数 string

主要是两种,构造空字符串和非空的。

🌟注意1:选初始化列表?还是函数体?

如果用初始化列表,则需格外注意成员变量的顺序和初始化的先后顺序匹配,一旦不匹配就会出错。
对于内置类型的成员变量,则只能通过初始化列表初始化,而string的三个成员变量都不是内置类型(char*类、size_t类)。
综上权衡,使用函数体的方式更好。

🌟注意2:合适的初始化顺序可以提高效率

在这里插入图片描述
比如上图,调用了两次strlen函数,属于对效率的浪费,如果最先算_size,后面的_capacity和new的空间大小都用_size算出的值,才算最高的效率。
(当然,上图是初始化列表,对初始化顺序严格要求,才有出现了这种低效率现象,也进一步说明了能不用初始化列表就不用)

🌟注意3:不可以用空指针构造空字符串

构造空字符串时,不可以将空字符串的指针看作空指针,因为空指针不可以被解引用,算不出空指针的大小和容量;空字符串可能后序会被插入进字符串,插入肯定要解引用字符串指针,然而访问空指针程序会直接崩溃。比如下面的错误写法:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
访问了空指针,程序崩溃。

🌟注意4:实际容量要比实际大小至少多1

实际大小即_size是字符串有效长度,然而字符串必须有结尾标志’\0’,这个字符不属于有效字符,但底层空间却一定不可以少了这个字符,这就意味着实际的底层容量还要再增加一个位置存放字符’\0’,即reserve的时候要比实际传来的参数多reserve1个空间,new的时候要比_size多1。
对于空字符串,正确做法是开辟一个大小为1的空间,内部唯一储存的字符是’\0’,这样既不会出现访问空指针的问题,还保证了字符串的有效长度为0。

🎈法1:两个重载,分别针对空字符串和非空

string() {_size = 0;_capacity = 0;_str = new char[1];_str[0] = '\0';}
string(char* str) {_size = strlen(str);_capacity = _size;_str = new char[_size + 1];strcpy(_str, str);_str[_size] = '\0';}

🎈法2:利用缺省参数,将两个重载合并成一个函数

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

注意是字符串形式的"\0",而不是字符形式的’\0’,因为只有字符串才可以充当指针,从而与参数类型const char*匹配。并且\0可以不写,因为默认常量字符串以\0结尾。

☀️2.拷贝构造

注意:

  1. 拷贝构造函数不是必须的,即使不显式写,编译器也会自动生成拷贝构造函数,但这个函数只能浅拷贝(值拷贝)。
  2. 当成员变量中有指针类型时,必须要显式地写出拷贝构造函数,否则在传值传参或传值返回等需要拷贝构造临时或局部对象时,容易因重复释放同一空间而出现程序崩溃。
  3. 当成员变量中有自定义类型,且该自定义类型的成员变量中有指针类型时,和2同理,也必须要显式地写出拷贝构造函数。

🎈(1)法1:(传统方法)开新空间释放旧空间

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

🎈(2)法2:巧用swap

先用一个局部对象tmp将字符串s中的、除指针以外的内容全盘接收,在交换this和局部对象,就完成了用字符串s拷贝构造this的任务。tmp就是一个棋子,调用完毕tmp就被销毁,因此不用管swap之后tmp中储存的值。

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

☀️3.析构函数 ~string

会自动调用,无需显式调用

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

🌈五、操作符重载

☀️1.下标访问 operator[]

两个重载,一个是可读可写,可借此修改字符;另一个是只能读不可写,针对被const修饰的字符串:

//可读可写版本
char& operator[](size_t pos) {assert(pos < _size);return _str[pos];}
//只可读不可写版本
const char& operator[](size_t pos)const {assert(pos < _size);return _str[pos];}

注意:

  1. assert可以检验出越界访问。
  2. operator[]一定要用引用返回,不是为了减少拷贝次数,而是为了让返回值可以被更改。传值返回无法让值变化。

☀️2.赋值 operator=

思考:赋值重载函数的参数是什么?
赋值有两种,一种是用字符串本身赋值,此时参数为string类型(或string&);另一种是用指针指向的字符串赋值,此时参数为char类型。按道理,应该有两个函数重载分别对应这两个参数类型,但是char类型可以隐式转换成string类型(本质上是用字符串构造一个临时对象),即参数为char时也可以调用operator=(string& s)函数,但反过来,string类型不可以隐式转换成char类型,即char*类型时无法传string类型的参数。
因此:只将string(或string&)作为参数类型即可,无需有其他重载。

🎈法1:引用传参,开新空间释放旧空间

string& operator=(const string& s) {if (this != &s) {//比较两个对象的地址是否相等,相等就没必要赋值了char* tmp = new char[s._capacity + 1];strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;}

注意:
在这里插入图片描述
此处比较的是两个对象的地址,而不是两个对象内部存储的值,一旦两个对象的地址相同了,就说明他们是同一个对象,就没必要进行下面的赋值工作了。

🎈法2:引用传参,构造临时对象再swap

string& operator=(string& s) {if (this != &s) {string tmp(s);swap(s);}return *this;}

🎈法3:传值传参,直接swap

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

为何传参一定要传值而不是传引用?
当使用传值传参方式时,实际上是用原对象拷贝构造了一个局部对象,该局部对象只在该函数中存在,后序的swap也是将this和局部对象交换,与等号右边的对象没关系。函数运行结束后局部对象就会被销毁,这样既达到了给this赋值,又不会影响等号右边的那个字符串。一旦传了引用,则等号右边的对象的值就被等号左边偷走了。

🌈六、插入

☀️1.尾插一个字符 push_back

步骤:判断容量够不够,不够扩容->_size位置放入字符->_size加1->最后放入标志性字符’\0’。

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

☀️2.尾插一串字符串append

思考:赋值重载函数的参数是什么?
和operator=那里的分析思路相同,结论是:参数采用string&。

步骤:判断容量够不够,不够扩容->从_size位置开始往后,放入字符串->_size加插入的字符串的长度->最后在_size位置放入标志性字符’\0\

void append(const string& s) {if (s._size + _size > _capacity) {reserve(s._size + _size);}strcpy(_str + _size, s._str);_size += s._size;}

☀️3.尾插字符或字符串 +=

有两个重载,功能分别为尾插字符和尾插字符串。可以直接用push_back和append函数。

string& operator+=(char ch) {//直接复用push_back函数push_back(ch);return *this;}
string& operator+=(const string& s) {//或者直接复用append函数append(s);return *this;}

☀️4.内部插入 insert

🎈重载1:内部插入一个字符

void insert(size_t pos, char ch) {assert(pos <= _size);//当pos=_size时,就相当于在原字符串的末尾插入一个字符chif (_size + 1 > _capacity) {reserve(_size + 1);}//为防止挪动覆盖原数据,从后往前,将该位置的值放到下一个位置上int end = _size;while (end >= (int)pos) {_str[end + 1] = _str[end];end--;}_str[pos] = ch;_size++;}
🌟普通注意点:
  1. 需要一个一个地移动字符:整体向后移动的话,该整体内部的字符需从后往前进行操作;整体向前移动的话,该整体内部的字符需从前往后进行操作。
  2. 标志字符’\0’也需要被移动,即挪动前下标为_size的位置的字符’\0’,最终被挪动到下标为_size+len的位置。
🌟超级注意点:end需要是int类型,pos也要强制转化为int
  1. while内部的end一定要强制转换成int,即while (end >= pos&&end > 0),否则程序会因为死循环崩溃。
  2. 原因分析:当pos为0时,仍会进入循环,但由于end的数据类型为size_t,end减一变成了无符号-1,即整型最大值,不会变成负数,永远满足end>=pos的条件,循环永远不结束,最终程序崩溃。
  3. end是int类型呀,为什么程序还是会挂?因为符号左右两边类型不同时(左边的end类型为int,右边的pos类型为size_t),小范围的会整型提升成大范围的size_t,即end还是会整型提升为无符号类型。
  4. 只能首先声明end为int类型的变量,再将pos强制转换为int类型,end的值才可能是-1,循环才会结束。

🌟另一种可行的办法:
在这里插入图片描述

🎈重载2:内部插入一串字符串

为了一举两得地函数适用于字符串和字符串指针,字符串的参数类型为string&,而不是char*。

🌟写法1:用循环控制字符的移动
void insert(size_t pos, const string& s) {assert(pos <= _size);reserve(_size + s._size);int end = _size;size_t len = s._size;while (end >= (int)pos) {_str[end + len] = _str[end];end--;}strncpy(_str + pos, s._str, len);_size += len;}

其实写法一就是模拟了一下strncpy函数,当然可以直接用strncpy函数本身,即写法2。

🌟写法2:用strncpy函数控制字符的移动
void insert(size_t pos, const string& s) {assert(pos <= _size);reserve(_size + s._size);strncpy(_str + pos + s._size, _str + pos, s._size);strncpy(_str + pos, s._str, s._size);_size += s._size;_capacity += s._capacity;}
🌟超级注意点:谨慎使用strcpy

万万不可把strncpy函数写成strcpy。
下面是使用strcpy导致打印不符合预期的例子:

string()...
~string()...
void insert(size_t pos, const string& s) {assert(pos <= _size);reserve(_size + s._size);strcpy(_str + pos + s._size, _str + pos);strcpy(_str + pos,s._str);_size += s._size;_capacity += s._capacity;}
void TestInsert() {string s1 = "aaa";string s2 = "bbb";s1.insert(1, s2);std::cout << s1;}
int main() {tmp::TestInsert();
}

预期输出:abbbaa
实际输出:abbba
在这里插入图片描述
原因分析:
在这里插入图片描述

🌈七、删除

☀️1.尾删一个字符pop_back

void pop_back() {if (_size!=0) {_str[_size - 1] = '\0';_size--;}}

☀️2.删除一长串内容 erase

删除从pos位置开始,长度为len个字符:
情况一:当pos+len代表的位置超出或等于字符串的长度,表示删除从pos位置开始后面的所有数据,只需要将_size等于pos,表示pos位置已经是删除后的字符串的末尾了,给_size位置放上结束字符’\0’。
情况二:删除原字符串中间的部分内容,用strcpy函数将pos+len位置以后的数据拷贝到pos位置,_size-=len,最后_size位置放上结束符’\0’。

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

这里用strcpy函数很合适,正好可以连带着把’\0’符号也移动了。

☀️3.清空所有内容 clear

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

🌈八、寻找某个位置 find

☀️1.找某个字符出现的位置

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

pos有缺省值1,默认从0位置开始寻找。注意,此时是半缺省函数,缺省参数只能写在右边部分,并且连续,不可以跳跃设置缺省参数。

☀️2.找某串子字符串出现的位置

🎈法1:指针先停在可能位置,再进一步判断是否是该位置

bool isSame(const string& s, size_t pos=0) {for (int i = 0;i < s._size;i++) {if (!*(_str + pos) == *(s._str + i))return false;pos++;}return true;}size_t find(const string& s ,size_t pos=0) {assert(pos < _size);if (pos + s._size <= _size)return npos;for (int i = pos;i < _size;i++) {if (_str[i] == s._str[0] && isSame(i, s))return i;}return npos;}

🎈法2:直接用strstr函数

其实法1是对strstr函数的模拟,当然也可以直接用strstr函数:

size_t find(const string& s, size_t pos=0) {assert(pos < _size);const char* ptr = strstr(_str + pos, s._str);if (ptr == nullptr) {return npos;}else {return ptr - _str;}}

🌈九、用子字符串构造新字符串 substr

从pos位置开始,将这之后的len个位置的所有字符组成一个新的字符串。
情况一:pos+len<_size。子字符串就是从pos到pos+len。
情况二:pos+len>=_size。则只能取到size位置,end位置就是_size的值。
情况三:len==npos,和情况二处理方法相同。

string& substr(size_t pos=0, size_t len=npos) {assert(pos < _size);size_t end = pos + len;if (len == npos || pos + len >= _size) {end = _size;}string ret;for (int i = pos;i < end;i++) {//注意:i不需要等于end,下标为end的地方是空字符'\0'//不需要我们放置,尾插会帮我们放置。ret.push_back(_str[i]);}return ret;}

🌈十、(非成员函数)流操作符重载

注意:如果是成员函数,则默认第一个参数是this,这样写出来的插入和提取不符合可读性,只能把流插入提取函数写成非成员函数。

☀️1.流插入(<<)重载

思路:将已存在的字符串一个字符一个字符地存进out这个ostream类型的对象中,out再把值放到控制台上。

ostream& operator<<(ostream& out, const string& s) {for (auto ch : s) {out << ch;}return out;
}

☀️2.流提取(>>)重载

思路:将控制台输入的字符一个一个地读取进in这个std::istream类型的对象中,in再将这些字符放进提前声明好的字符串中。

❌错误1:in接收输入的内容,导致无限循环。

std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s) {char ch;in >> ch;while (ch != ' ' && ch != '\n') {s += ch;in >> ch;}return in;}

错误原因:因为istream类型的对象的设计是这样的:识别到空格符’ ‘或换行符’\n’时,会自动略过寻找下一个有效字符,也就是说永远不会把空格符或换行符存储进自身。对于本程序而言,while中的条件永远符合,永远不会停止输入。

如何解决?找到一个能读取到空格符和换行符的方法,即get函数。get函数可以读取并存储空格符和换行符。通过get函数将读到的所有字符都存入ch变量中,ch再判断是否是空格符或换行符,一旦是就停止。

💡解决错误1:用get函数接收输入的内容。

std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s) {char ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\n') {s += ch;ch = in.get();}return in;}

🌟补充:有关缓冲区的知识

如果输入的内容中有空格,空格后的内容会先存进缓冲区,如果此时后面的程序中有其他对象的流提取的语句,则会将缓冲区的内容存储到其他对象中。

void TestInOut() {string s1;std::cin >> s1;std::cout << s1 << std::endl;string s2;std::cin >> s2;std::cout << s2 << std::endl;string s3;std::cin >> s3;std::cout << s3 << std::endl;}

在这里插入图片描述

  1. 第一次输入和输出:
    string s1;
    std::cin >> s1;——>输入了a b c
    std::cout << s1 << std::endl;——>打印出a
    (问:为何只打印了一个字符?答:因为每次读取只能读取到第一个空格前面的内容,遇到空格或换行会停止读取)
    (问:那剩下的内容去了哪里?答:停留在缓冲区中,后续其他对象打印的内容直接从缓冲区上获得)
  2. 第二次输入输出:
    string s2;
    std::cin >> s2;——>因为缓冲区有东西,所以无需再输入
    std::cout << s2 << std::endl;——>打印出b
    (同样的道理,缓冲区有b c,只能读取到第一个空格前的内容,即b)
  3. 第三次输入输出:
    string s3;
    std::cin >> s3;——>因为缓冲区有东西,所以无需再输入
    std::cout << s3 << std::endl;——>打印出c
  4. 如果还有第四次输入输出呢?答:到第四次时,缓冲区就没有东西了,执行输入语句时就需要自己输入了。

❌错误2:同一个对象,前面输入的内容影响了后面输入的内容

问题:先后两次对同一个对象进行输入,前面的内容会影响后面吗?
由于我们模拟的是std库中的string,不妨先看看库里是如何处置的:

void TestInOut() {std::string s1;std::cin >> s1;std::cout << s1 << std::endl;std::cin >> s1;std::cout << s1 << std::endl;}

在这里插入图片描述
可看出,对于std库中的string,先后对同一个对象(s1)输入,上一次输入的不会影响下一次的内容。

反观我们写的函数的运行结果:

std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s) {char ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\n') {s += ch;ch = in.get();}return in;}
void TestInOut() {std::string s1;std::cin >> s1;std::cout << s1 << std::endl;std::cin >> s1;std::cout << s1 << std::endl;}

在这里插入图片描述
连带着上一次输入的内容也打印出来了。

💡解决错误2:

在流提取函数的最开始加上个clear函数就可以了:

std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s) {s.clear();char ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\n') {s += ch;ch = in.get();}return in;}

❌需要改进的地方:频繁尾插拉低效率

流提取本质就是通过循环,读取输入的字符,再将字符尾插到字符串中,但频繁的尾插需要频繁reserve,因此借用内存池的思想,提前开好一大块空间,将读取到的字符先放入空间中,一旦读取结束或空间被放满了,在整体尾插进字符串。

✅最优版本的流提取:

设置容量为128的字符数组buff,先将读取到的字符插入到数组中,最后在将数组整体尾插进字符串。

istream& operator>>(istream& in, string& s) {char buff[128];//设置一个大一点的数组,就不用频繁reserve了char ch = in.get();int i = 0;while (ch != '\0' && ch != '\n') {buff[i++] = ch;if (i == 127) {buff[i] = '\0';s += buff;i = 0;}ch = in.get();}if (i > 0) {buff[i] = '\0';s += buff;}return in;
}

🌈十一、分文件的string模拟实现(完整程序)

以下是模拟实现string程序的分文件模式,分成string.h、string.cpp、test.cpp三个文件(test.cpp中无实际测试程序,走个形式。但函数经过了测试可运行)

☀️分文件的注意事项

  1. .h的头文件不会被编译,只会在.c和.cpp文件中被替换展开。
  2. 头文件的包含不能重复。
    比如:一个.cpp文件包含了string.h和tmp.h,但tmp.h文件中也包含了一个string.h。
  3. 包含头文件时,就假象头文件和该文件写在一起,一定要上下对应,下面出现的函数要在上面的头文件中找到对应的声明,否则就会报错。
  4. 缺省值只能在声明给,不可声明定义同时给。即.cpp文件中不可以出现缺省参数,否则编译不通过。
  5. .h文件中有命名空间、类名、内联函数;.cpp文件中只有命名空间,且函数去前面都要加上域名。

❤️string.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<iostream>
#include<assert.h>
namespace tmp {class string {public://迭代器typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;iterator begin() {return _str;}iterator end() {return _str + _size;}const_iterator begin() const {return _str;}const_iterator end() const {return _str + _size;}//返回字符串指针const char* c_str() const {return _str;}//计算大小size_t size() const {return _size;}//交换字符串void swap(string& s);//开n个空间void reserve(size_t n);//构造函数string(const char* str = "");//拷贝构造string(const string& s);//析构~string();//赋值重载string& operator=(string s);//下标访问重载char& operator[](size_t pos);const char& operator[](size_t pos)const;//(插入)尾插一个字符void push_back(char ch);//(插入)尾插一串字符void append(const string& s);//(插入)+= 各种尾插(字符、字符串)string& operator+=(char ch);string& operator+=(const string& s);//(插入)insert 内部插入(字符、字符串)void insert(size_t pos, char ch);void insert(size_t pos, const string& s);//(删除)尾删void pop_back();//部分删除void erase(size_t pos, size_t len = npos);//清空内容void clear();//找字符位置size_t find(const char ch, size_t pos = 0);//找字符串位置size_t find(const string& s, size_t pos=0);//子字符串string& substr(size_t pos = 0, size_t len = npos);private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;const static size_t npos = -1;};//流操作符重载std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const string& s);std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s);
}

❤️string.cpp

#include"string.h"
namespace tmp {//开n个空间void string::reserve(size_t n) {if (n > _capacity) {char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;//_size不变,光_capacity变_capacity = n;}}//交换字符串void string::swap(string& s) {//借助std的swap,以防自己调用自己从而栈溢出std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}//构造函数string::string(const char* str) {//str = ""_size = strlen(str);_capacity = _size;_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);_str[_size] = '\0';}//拷贝构造string::string(const string& s) {string tmp(s._str);swap(tmp);}//析构string::~string() {delete[] _str;_size = 0;_capacity = 0;}//赋值重载string& string::operator=(string s) {swap(s);return *this;}//下标访问重载char& string::operator[](size_t pos) {//可读可写版本assert(pos < _size);return _str[pos];}const char& string::operator[](size_t pos)const {//只可读不可写版本assert(pos < _size);return _str[pos];}//(插入)尾插一个字符void string::push_back(char ch) {if (_size == _capacity) {int newCapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;reserve(newCapacity);}_str[_size] = ch;_size++;_str[_size] = '\0';}//(插入)尾插一串字符void string::append(const string& s) {if (s._size + _size > _capacity) {reserve(s._size + _size);}strcpy(_str + _size, s._str);_size += s._size;}//(插入)+= 各种尾插(字符、字符串)string& string::operator+=(char ch) {push_back(ch);return *this;}string& string::operator+=(const string& s) {append(s);return *this;}//(插入)insert 内部插入(字符、字符串)void string::insert(size_t pos, char ch) {assert(pos <= _size);//当pos=_size时,就相当于在原字符串的末尾插入一个字符chif (_size + 1 > _capacity) {reserve(_size + 1);}int end = _size;while (end >= (int)pos) {_str[end + 1] = _str[end];end--;}_str[pos] = ch;_size++;}void string::insert(size_t pos, const string& s) {assert(pos <= _size);reserve(_size + s._size);strncpy(_str + pos + s._size, _str + pos, s._size);strncpy(_str + pos, s._str, s._size);_size += s._size;_capacity += s._capacity;}//(删除)尾删void string::pop_back() {if (_size != 0) {_str[_size - 1] = '\0';_size--;}}//部分删除void string::erase(size_t pos, size_t len) {//len=nposassert(pos <= _size);if (len == npos || pos + len >= _size) {_str[pos] = '\0';_size = pos;}else {strcpy(_str + pos, _str + pos + len);_size -= len;}}//清空内容void string::clear() {_size = 0;_str[0] = '\0';}//找字符位置size_t string::find(const char ch, size_t pos) {//pos=0assert(pos < _size);for (int i = pos;i < _size;i++) {if (_str[i] == ch) {return i;}}return npos;}//找字符串位置size_t string::find(const string& s, size_t pos) {//pos=0assert(pos < _size);const char* ptr = strstr(_str + pos, s._str);if (ptr == nullptr) {return npos;}else {return ptr - _str;}}//子字符串string& string::substr(size_t pos, size_t len) {//pos=0  len=nposassert(pos < _size);size_t end = pos + len;if (len == npos || pos + len > _size) {end = _size;}string ret;for (int i = pos;i < end;i++) {//注意:i不可以等于end,会越界。//假设pos=0,len=10,_size=10,最终子字符串的下标是从0到9,下标不可能取到10ret.push_back(_str[i]);}return ret;}//流操作符重载std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const string& s) {for (auto ch : s) {out << ch;}return out;}std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s) {char buff[128];//设置一个大一点的数组,就不用频繁reserve了char ch = in.get();int i = 0;while (ch != ' ' && ch != '\n') {buff[i++] = ch;if (i == 127) {buff[i] = '\0';s += buff;i = 0;}ch = in.get();}if (i > 0) {buff[i] = '\0';s += buff;}return in;}
}

❤️Test.cpp

注意包含头文件。

#include"string.h"
using namespace tmp;
int main() {
}

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