【C++进阶】深入STL之string:模拟实现走进C++字符串的世界

📝个人主页🌹:Eternity._
⏩收录专栏⏪:C++ “ 登神长阶 ”
🤡往期回顾🤡:C++模板入门
🌹🌹期待您的关注 🌹🌹

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

❀STL之string

  • 📒1. string类的成员变量
  • 📒2. string的构造函数
    • 🎈无参的构造函数
    • 🎩带参的构造函数
  • 📒3. string的析构函数
  • 📒4. string的拷贝构造函数
    • 🔥 浅拷贝
    • 💧 深拷贝
  • 📒5. string类的运算符重载
  • 📒6. string容量相关函数
  • 📒7. string常用函数模拟
    • ⭐查找
    • ⭐ 添加
  • 📒8. 总结


前言:在C++中,string是一个极其重要且常用的类,它为我们提供了丰富的字符串操作功能。然而,了解其背后的实现原理,不仅可以帮助我们更好地使用它,还能让我们对C++的内存管理、模板编程等有更深入的理解。本文将带你走进C++字符串的世界,通过模拟实现一个简单的string类,来探索其内部机制

模拟实现string类,最主要是实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数


📒1. string类的成员变量

首先我们要先搞清楚string的成员变量,我们清楚string类在底层实际上就是一个字符指针,在模拟实现string之前,我们创建一个属于自己的命名空间来与库里面的区分

namespace pxt
{class string{public:const char* c_str() const // 为了能更好的实现,我们提前实现以下c.str{return _str;}private:// 成员变量char* _str; // 指向一段空间的指针size_t _size; // 有效字符串长度size_t _capacity; // 空间总大小};
}

📒2. string的构造函数

🎈无参的构造函数

string():_str(new char[1]{ '\0' }),_size(0), _capacity(0)
{}

注意:在调用无参的构造函数时,库里面并不只是开了空间,它还干了其他事情,所以我们在自己模拟现实时,一定不能用nullptr去初始化,否则就会出错,因此我们放一个'\0'进去!

std::string无参构造:
在这里插入图片描述


🎩带参的构造函数

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

在带参的构造函数因为常量字符串最后自带了一个'\0',因此我们什么都不用带


📒3. string的析构函数

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

string的析构函数非常简单,只需要将空间用delete释放,并且将各个指针置为空,将空间大小变为0


📒4. string的拷贝构造函数

🔥 浅拷贝

首先我们来看一段拷贝构造的模拟实现:

// 拷贝构造
string(const char* str = "")
{if (nullptr == str){return;}_str = new char[strlen(str) + 1];strcpy(_str, str);
}// 测试
void test_string()
{string s1("hello world");string s2(s1);
}

在这里插入图片描述

为什么会引发异常呢?

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

我们发现s1和s2都指向都一块空间,在释放时同一块空间是不可以被释放多次的,从而引起了崩溃,而这就是浅拷贝

浅拷贝: 也称位拷贝,编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源,最后就会导致多个对象共享同一份资源,当一个对象销毁时就会将该资源释放掉,而此时另一些对象不知道该资源已经被释放,以为还有效,所以当继续对资源进项操作时,就会发生发生了访问违规,

可以采用深拷贝解决浅拷贝问题,即:每个对象都有一份独立的资源,不要和其他对象共享


💧 深拷贝

// 我们用s作为s1的别名
string(const string& s)
{_str = new char[s._capacity + 1];strcpy(_str, s._str);
}

在这里插入图片描述

深拷贝:每个对象都有一份独立的资源,不要和其他对象共享

注意: 关于浅拷贝一定要引起重视!


📒5. string类的运算符重载

operator=
operator=上,我们有两种写法

// 传统写法
string& operator=(const string& s)
{if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1]; // 存放'\0'strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s.size();_capacity = s.capacity();}return *this;
}// 现代写法
string& operator=(string s)
{swap(_str, s._str); // swap库中存在,可以直接使用return *this;
}

传统写法

  • 传统写法函数的运用引用传参,通过创建中间变量,并开辟空间然后将参数拷贝进中间变量,再把这个中间变量的地址传给this,从而实现了operator=的功能

现代写法

  • 现代写法使用了库中的swap函数,从而让函数达到一个简洁的目的,该函数的参数是一个临时拷贝变量,深拷贝后,通过swap交换即可

operator<, operator==

bool operator<(const string& s) const
{return strcmp(_str, s._str) < 0; // 使用strcmp来比较字符串大小
}bool operator==(const string& s) const
{return strcmp(_str, s._str) == 0;
}

关于比较我们就讲这两个,对于其他的都可用operator<, operator==去进行推导!


📒6. string容量相关函数

size,capacity,resize,reverse


size_t size() const
{return _size;
}size_t capacity() const
{return _capacity;
}

size,capacity这两个函数的模拟实现相对简单,我们简单实现一下就可以


void reserve(size_t n)
{if (n > _capacity) // n < _capacity时,reserve不会作出回应{char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[]_str;_str = tmp;_capacity = n;}
}

reverse只会改变capacity的大小,并不会改变size的大小


void resize(size_t n, char ch = '\0')
{if (n < _size) // 当 n < _size时会将size变小到n{_str[n] = '\0';_size = n;}else // 当 n > _size时,就和reserve类似{reserve(n);while (n < _size){_str[_size++] = ch;}_str[_size] = '\0';}
}

resize与reserve类似会改变size大小,但是也会改变capacity大小


📒7. string常用函数模拟

⭐查找

// 查找单个字符
size_t find(char ch, size_t pos = 0)
{for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}return npos;
}
// 查找字符串
size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)
{// strstr为字符串匹配函数const char* p = strstr(_str + pos, sub);if (p){return p - _str;}else{return npos;}
}
// 返回以pos开头,len位置结尾的字符串
string substr(size_t pos, size_t len = npos)
{string s;if (len == npos || len + pos > _size){len = _size - pos;		}reserve(len);for (size_t i = pos; i < _size; i++){s += _str[i];}return s;
}

⭐ 添加

// 尾插单个字符
void push_back(char ch)
{if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';
}
// 插入字符串
void append(const char* str)
{size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, str);_size += len;
}string& operator+=(char ch)
{push_back(ch);return *this;
}string& operator+=(const char* str)
{append(str);return *this;
}

因为在添加中+=既可以添加字符也可以添加字符串,往往在日常中的使用频率是最高的,所以推荐大家使用+=来代替push_backappend


📒8. 总结

经过对STL中string的深入探索与模拟实现,我们仿佛揭开了一个隐藏在C++深处的奇妙世界。这个旅程不仅让我们对string这一基础数据类型有了更为深刻的理解,也让我们领略了STL背后的设计理念与精巧实现,让我们携手共进,共同走进C++字符串的奇妙世界!

在这里插入图片描述
谢谢大家支持本篇到这里就结束了,祝大家天天开心!
在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/846375.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

VRRP

文章目录 VRRP基本原理技术背景VRRP作用VRRP概述VRRP名词解释VRRP路由器VRRP组虚拟路由器虚拟IP地址、MAC地址Master、Backup路由器 VRRP状态机Master/ Backup 路由器Master路由器:Backup路由器: VRRP的工作过程 VRRP基础配置![image.png](https://img-blog.csdnimg.cn/img_con…

05C零碎语法

C零碎语法 目录 文章目录 C零碎语法1.函数指针2.回调函数3.数据拷贝3.1静态内存分配![请添加图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/54d44e32bb7944f0866d4ca1e2667ce8.png)### 4.1动态内存分配 字符串6.sizeof()和strlen()的区别7.strcpy()/strncpy()函数7.1**strcp…

中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关

目录 前言一、中继器、集线器1.1 中继器1.2 集线器 二、网桥、交换机2.1 网桥2.2 交换机 三、路由器、网关3.1 路由器3.2 网关 总结 前言 理解这些设备的关键是他们运行在不同的层次上。之所以存在不同层的问题&#xff0c;是因为不同的设备使用不同的信息来决定如何交换。在典…

【Hive SQL 每日一题】统计指定范围内的有效下单用户

文章目录 测试数据需求说明需求实现 前言&#xff1a;本题制作参考牛客网进阶题目 —— SQL128 未完成试卷数大于1的有效用户 测试数据 -- 创建用户表 DROP TABLE IF EXISTS users; CREATE TABLE users (user_id INT,name STRING,age INT,gender STRING,register_date STRING…

windows环境下重建oracle监听

由于某种原因导致数据库监听启动失败&#xff0c;需要重新创建监听。 过程如下&#xff1a; 第一步&#xff1a;修改 listenr.ora 文件 &#xff0c;增加新的监听配置 LISTENER4 (DESCRIPTION_LIST (DESCRIPTION (ADDRESS (PROTOCOL TCP)(HOST DESKTOP-BE6GDNT)(PORT 152…

2024春季期中测验-入门组 补题报告

文章目录 一、概况二、正解A.problem1 题目描述2 大体思路3 AC代码B.test1 题目描述2 大体思路3 AC代码C.horse1 题目描述2 大体思路3 AC代码D.expert1 题目描述2 大体思路3 AC代码三、总结一、概况 比赛名称:2024春季期中测验-入门组 日期:2024-5-18 二、正解 A.proble…

阿里云对象存储oss——对象储存原子性和强一致性

在阿里云对象存储oss中有俩个很重要的特性分别是原子性和强一致性。 原子性 首先我们先聊一下原子性&#xff0c;在计算机科学中&#xff0c;原子性&#xff08;Atomicity&#xff09;是指一个操作是不可分割的最小执行单元&#xff0c;要么完全执行&#xff0c;要么完全不执行…

外卖点餐系统 springboot+vue+element-ui

免费获取方式↓↓↓ 项目介绍038&#xff1a; http://localhost:8080/ 账号&#xff1a;weiguanke 123 系统登陆后展示 用户可视界面 – 登录页面 – 首页&#xff1a; – 店铺查找页面&#xff1a; 店铺查找 – 店铺页面 店铺管理者可视页面 – 店铺页面 店铺管理员…

如何将静态TCP/IP路由添加到Windows路由表?这里提供方法

序言 在某些特定类型的环境中,你可能会发现将静态路由添加到路由表中很有用。以下是如何在Windows 10和Windows 11中进行操作。 什么是路由表 路由表规定了所有数据包离开系统时的去向,无论该系统是物理路由器还是PC。包括内置在Windows PC中的路由器大多数路由器都使用某…

XCP协议系列介绍02-基于ASAP2 Tool-Set生成A2l介绍

本文框架 1. 前言2. ASAP2 Tool-Set系统介绍2.1 ASAP2 Creator介绍2.2 ASAP2 Updater介绍2.3 ASAP2 Merger介绍2.4 ASAP2 Comparer及Checker介绍2.5 ASAP2 Modifier介绍2.6 ASAP2 Studio介绍 3. 项目实操说明3.1 项目实操建议3.2 工具下载地址及使用 1. 前言 在XCP观测及标定整…

【计算机组成原理】1.1计算机的软硬件组成(记录学习计算机组成原理)

文章目录 1.早期的冯诺依曼机2.早期冯诺依曼机的基本运行框图3.早期冯诺依曼机的特点4.现代计算机的结构5. 小结 本次及以后有关于计算机组成原理的文章&#xff0c;旨在做学习时的记录和知识的分享。不论是应对期末考试&#xff0c;还是考研都是很有帮助的。希望大家多多支持更…

基于Android Studio 实现的鲜花(购物)商城App--原创

一、高质量源码&#xff08;非开源&#xff09; 关注公众号&#xff1a;《编程乐学》 后台回复&#xff1a;24060201 二、项目演示视频 基于Android Studio 实现的鲜花商城App--原创 三、开发环境 四、设计与实现 1.启动页 启动页我们需要用到倒计时和跳转功能。 2.注册登录 …

journalctl命令使用教程

转载请标明出处&#xff1a;http://blog.csdn.net/donkor_/article/details/139390890 文章目录 journalctl是什么journalctl的基础语法journalctl的常见命令总结 journalctl是什么 journalctl命令来自英文词组journal control的缩写&#xff0c;其功能是查看指定的日志信息。…

chat3-Server接收数据并转发给所有Client

本文档描述了Server端接收到Client的消息并转发给所有客户端或私发给某个客户端 服务端为当前客户端创建一个线程&#xff0c;此线程接收当前客户端的消息并转发给所有客户端或私发给某个客户端 一、Server: 1.1.Server端添加将消息转化给客户端的代码。有用集合保存输出流,…

AI 换装之OOTDiffusion

项目地址&#xff1a;https://github.com/levihsu/OOTDiffusion 试用地址&#xff1a;https://ootd.ibot.cn/ 本地部署 下载模型 git lfs安装, 然后国内源下载 git clone https://www.modelscope.cn/AI-ModelScope/clip-vit-large-patch14.git然后国内镜像手动下载 https://…

【面试题-009】线程的生命周期和状态

文章目录 java如何创建线程继承 Thread 类使用 Runnable 接口选择继承还是实现接口 线程池的核心参数和原理核心参数原理 为什么是先添加队列 队列满了在创建最大线程&#xff1f; 在 Java 中&#xff0c;线程的生命周期包括几个不同的状态&#xff0c;这些状态可以由线程的状态…

深入Netty RPC内核:编码、通信与性能优化全指南

1.Netty 简介 1.1. Netty的优势 Netty是一个异步的、事件驱动的网络应用框架&#xff0c;用于快速开发高性能、高可靠性的服务器和客户端程序。它提供了丰富的缓冲区类型和传输抽象&#xff0c;可以让您轻松地进行直接内存操作&#xff0c;减少拷贝和内存消耗。 1.2. Netty在…

学习小记录——python函数的定义和调用

今日小好运&#xff0c;未来有好运。&#x1f381;&#x1f496;&#x1fad4; 分享个人学习的小小心意&#xff0c;一起来看看吧 函数的定义 函数通常来说就是带名字的代码块&#xff0c;用于完成具体的工作&#xff0c;需要使用的时候调用即可&#xff0c;这不仅提高代码的…

[数据集][目标检测]旋风检测数据集VOC+YOLO格式157张1类别

数据集格式&#xff1a;Pascal VOC格式YOLO格式(不包含分割路径的txt文件&#xff0c;仅仅包含jpg图片以及对应的VOC格式xml文件和yolo格式txt文件) 图片数量(jpg文件个数)&#xff1a;159 标注数量(xml文件个数)&#xff1a;159 标注数量(txt文件个数)&#xff1a;159 标注类别…

音频信号分析与实践

音频信号分析与实践课程,方便理解音频信号原理和过程 1.音频信号采集与播放 两种采样模式和标准的采样流程 人说话的声音一般在2kHz一下&#xff1a; 采样频率的影响&#xff1a;采样率要大于等于信号特征频率的2倍&#xff1b;一般保证信号完整&#xff0c;需要使用10倍以上的…