【C++笔记】string类的模拟实现

前言

各位读者朋友们大家好！上期我们讲解了string类的基础用法，这期我们来模拟实现一下string类。

目录

  • 前言
  • 一. string类的构造函数
    • 1. 1 无参构造
    • 2.2 带参构造
    • 1.3 无参和带参构造结合
    • 1.4 拷贝构造
    • 1.5 c_str
  • 二. string类的析构函数
  • 三. 字符串的遍历
    • 3.1 size接口
    • 3.2 operator[]
  • 四. 字符串的增删查改接口
    • 4.1 push_back
    • 4.2 operator +=
    • 4.3 append
    • 4.4 insert
    • 4.5 erase
    • 4.6 find
    • 4.7 substr
  • 五. string类的其他接口
    • 5.1 赋值运算符重载
    • 5.2 比较大小
    • 5.2 流插入和流提取重载
  • 六. string类的深拷贝的现代写法
  • 结语

string类的基本结构： 

namespace Yuey
{class string{public:// 成员函数private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;};
}

一. string类的构造函数

1. 1 无参构造

string():_str(nullptr),_size(0),_capacity(0)
{}

在这里插入图片描述
通过初始化列表，将_str初始化为空指针， _size和 _capacity初始化为0。但是这样写是有bug的，在我们访问string的时候会对空指针解引用，正确的是

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

2.2 带参构造

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

如果我们通过初始化列表对string初始化，我们需要先对_str初始化，但是开空间又需要用到_size，就很麻烦，而且这些成员变量不是必须在初始化列表初始化的（引用成员变量、const成员变量、没有默认构造的类类型变量），所以我们在构造函数中对其初始化。

1.3 无参和带参构造结合

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

1.4 拷贝构造

string(const string& s)
{_str = new char[s._capacity + 1]; // 给\0strcpy(_str, s._str);_size = s._size;_capacity = s._capacity;
}

1.5 c_str

由于我们没有写流提取和流插入的重载函数，为了方便打印查看，我们模拟实现c_str函数，来返回初始化好的string类的字符串：

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

二. string类的析构函数

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

将数组在堆上申请的空间释放，size和capacity置为0。

三. 字符串的遍历

3.1 size接口

size_t size()
{return _size;
}

返回字符串的字符个数。

3.2 operator[]

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

在这里插入图片描述
这样就完成了字符串的遍历
这样支不支持范围for呢？
在这里插入图片描述
答案是不支持的，因为范围for的底层是迭代器，这里我们简单的实现一下：

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

在这里插入图片描述
这样就能使用范围for遍历字符串了，也能使用迭代器访问：

string::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{cout << *it << " ";++it;
}

在这里用指针模拟迭代器是因为string类的底层是数组

四. 字符串的增删查改接口

4.1 push_back

void string::reserve(size_t n)// 预留空间
{if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1]; // 给\0strcpy(tmp, _str);delete[] _str;// 释放原数组的空间_str = tmp;_capacity = n;}
}void string::push_back(char ch)
{if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);}_str[_size++] = ch;_str[_size] = '\0';
}

4.2 operator +=

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

4.3 append

void append(const char * str);

void string::append(const char* str)
{size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len > 2 * _capacity ? _size + len : 2 * _capacity);// 如果_size + len > 2*_capacity要多少给多少，// 否则二倍扩容}strcpy(_str + _size, str);_size += len;
}

4.4 insert

  • void string::insert(size_t pos, char ch)
void string::insert(size_t pos, char ch)
{assert(pos <= _size);if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity); }size_t end = _size + 1;// 直接挪动\0while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];--end;}_str[pos] = ch;++_size;
}
  • void string::insert(size_t pos, const char * str)
void string::insert(size_t pos, const char* str)
{assert(pos < _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len > 2 * _capacity ? _size + len :2 * _capacity);}int end = _size + len;while (end > pos + len - 1) // pos + 3 - 1{_str[end] = _str[end - len];--end;}for (int i = pos; i < len; ++i){_str[i] = str[i];}_size += len;
}

在这里插入图片描述

4.5 erase

	void string::erase(size_t pos, size_t len)// 缺省值给到声明{if (len >= _size - pos)// 长度多于剩余字符的长度，就全删{_str[pos] = '\0';_size = pos;}else // 从后往前依次拷贝{for (int i = pos + len; i < _size; ++i){_str[i - len] = _str[i];}_size -= len;}}

在这里插入图片描述

4.6 find

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

找单个字符仅需遍历字符串对比即可。

  • size_t string::find(const char * str, const size_t pos)
	size_t string::find(const char* str, const size_t pos){assert(pos < _size);const char* rptr = strstr(_str + pos, str);// 返回的是str在_str中第一次出现的地址if (rptr) // 如果找到了，即rprt非空{return rptr - _str; // 指针 - 指针是元素个数}else{return npos;}}

在这里插入图片描述

4.7 substr

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

如果len大于剩余的字符的个数，那就将len置为剩余的字符总个数，将剩余的字符全部来构造新的字符串，给新的字符串预留出len长度的空间，然后对其加等原字符串的pos后的len个字符。

五. string类的其他接口

5.1 赋值运算符重载

string& operator=(const string& s)
{if (&s != this)// 避免自己给自己赋值将空间释放{delete[] _str;_str = new char[s._capacity + 1]; // 给\0strcpy(_str, s._str);_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;
}

几乎相当于拷贝构造

5.2 比较大小

	bool operator<(const string& s1, const string& s2){return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) < 0;// 在全局无法访问成员变量}bool operator<=(const string& s1, const string& s2){return s1 < s2 || s1 == s2;}bool operator>(const string& s1, const string& s2){return !(s1 <= s2);}bool operator>=(const string& s1, const string& s2){return !(s1 < s2);}bool operator==(const string& s1, const string& s2){return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) == 0;}bool operator!=(const string& s1, const string& s2){return !(s1 == s2);}

在比较的时候，也可以进行字符串和string类的比较，因为字符串会走隐式类型转换，构造一个临时对象，但是不能两个字符串比较，因为运算符重载至少有一个类类型的对象。

5.2 流插入和流提取重载

  • 流插入
	ostream& operator<<(ostream& out, const string& s){for (auto ch : s){out << ch;}return out;}
  • 流提取
	void string::clear(){_str[0] = '\0';_size = 0;}istream& operator>>(istream& in, string& s){s.clear();const int N = 256;char buff[N];int i = 0;char ch;ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\n'){buff[i++] = ch;if (i == N - 1){buff[i] = '\0';s += buff;i = 0;}ch = in.get();}if (i > 0){buff[i] = '\0';s += buff;}return in;}

这里使用get是因为流提取操作符不能提取空格和换行操作符。开一个buff数组是为了提高效率。

六. string类的深拷贝的现代写法

		void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}string(const string& s){string tmp(s._str);// 拷贝构造一个_strswap(tmp);}

在这里插入图片描述
这段程序，用s1拷贝构造s2，对s2拷贝构造时，先走初始化列表，由于我们没有显示的对s2的成员变量初始化，并且编译器对于没有初始化的内置类型的成员变量的赋值是未定义的，因此我们需要给缺省值，防止释放野指针。
在这里插入图片描述
走完初始化列表之后，s2的_str是空指针， _size和 _capacity都是，这时候与用s构造出来的tmp进行成员变量的交换，就相当于拷贝构造得到了s1。

这样，赋值运算符重载也可以使用现代写法了

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

在这里插入图片描述
用s2拷贝构造一个tmp,然后s1与tmp交换，s1就跟s2一样了，而且将s1给tmp之后，作用域结束，tmp会释放，也就不需要我们手动释放s1了。
究极写法：

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

我们将s2传过来是传值传参会调用拷贝构造，构造出和s2相同的对象，然后我们将s1和tmp对象的内容进行交换，就相当于将s2赋值给s1了，由于将s1与tmp交换，所以出作用域后，tmp将s1释放。并且在这种写法下，也不用考虑s1和s2是否相同，即便相同我们也是传的s2的拷贝，对形参的改变也不会影响实参。

在这里插入图片描述

结语

以上我们就讲完了string类的模拟实现，希望对大家有所帮助，感谢大家阅读，欢迎批评指正！

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/pingmian/60100.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

java中ArrayList的使用存储对象的易错点

java中ArrayList的使用存储对象的易错点

ArrayList存储对象的易错点 上面这种写法是有逻辑问题的&#xff0c;因为只创建了一个Student对象&#xff0c;因此最后打印出来的结果是三个最后赋值的结果。 下面我们来形象看下存储关系 集合中存储的始终是第一个对象的地址&#xff0c;而每次输入新的名字和年龄&#xf…
阅读更多...
Java NIO实现高性能HTTP代理

Java NIO实现高性能HTTP代理

NIO采用多路复用IO模型&#xff0c;相比传统BIO&#xff08;阻塞IO&#xff09;&#xff0c;通过轮询机制检测注册的Channel是否有事件发生&#xff0c;可以实现一个线程处理客户端的多个连接&#xff0c;极大提升了并发性能。 在5年前&#xff0c;本人出于对HTTP正向代理的好…
阅读更多...
栈和队列（Java）

栈和队列（Java）

一.栈&#xff08;Stack&#xff09; 1.定义 栈是限定仅在表尾进行插入或删除操作的线性表 一般的表尾称为栈顶 表头称为栈底 栈具有“后进先出”的特点 2.对栈的模拟 栈主要具有以下功能&#xff1a; push(Object item)&#xff1a;将元素item压入栈顶。 pop()&am…
阅读更多...
Angular 和 Vue2.0 对比

Angular 和 Vue2.0 对比

前言 &#xff1a;“业精于勤&#xff0c;荒于嬉&#xff1b;行成于思&#xff0c;毁于随” 很久没写博客了&#xff0c;大多记录少进一步探查。 Angular 和 Vue2.0 对比&#xff1a; 一.概念 1.1 Angular 框架&#xff1a; 是一款由谷歌开发的开源web前端框架&#xff08;核…
阅读更多...
Android 项目模型配置管理

Android 项目模型配置管理

Android 项目配置管理 项目模型相关的配置管理config.gradle文件&#xff1a;build.gradle文件&#xff1a; 参考地址 项目模型相关的配置管理 以下是一个完整的build.gradle和config.gradle示例&#xff1a; config.gradle文件&#xff1a; ext {// 模型相关配置&#xff0…
阅读更多...
前端知识点---Javascript中检测数据类型函数总结

前端知识点---Javascript中检测数据类型函数总结

文章目录 01 typeof 运算符02 instanceof 运算符03 Array.isArray()04 Object.prototype.toString.call()05 constructor 属性06 isNaN() 和 Number.isNaN() (常用)07 isFinite() 和 Number.isFinite()08 typeof null 是 "object" 的问题 01 typeof 运算符 返回值是…
阅读更多...
MAC 安装 brew及其常用命令

MAC 安装 brew及其常用命令

​文章&#xff1a;Mac安装brew的四种方法&#xff08;指定能行&#xff09; 以下是在 Mac 上使用 Homebrew 清理缓存和无用包的详细指南&#xff1a; 1. 查看系统状态 # 诊断系统问题 brew doctor# 查看已安装的包 brew list# 查看系统占用空间 brew cleanup -n # 预览需要…
阅读更多...
基于Multisim数字电子秒表0-60S电路（含仿真和报告）

基于Multisim数字电子秒表0-60S电路（含仿真和报告）

【全套资料.zip】数字电子秒表电路Multisim仿真设计数字电子技术 文章目录 功能一、Multisim仿真源文件二、原理文档报告资料下载【Multisim仿真报告讲解视频.zip】 功能 1.秒表最大计时值为60秒&#xff1b; 2. 2位数码管显示&#xff0c;分辨率为1秒&#xff1b; 3.具有清零…
阅读更多...
安卓智能指针sp、wp、RefBase浅析

安卓智能指针sp、wp、RefBase浅析

目录 前言一、RefBase1.1 引用计数机制1.2 设计目的1.3 主要方法1.4 如何使用1.5 小结 二、sp和wp2.1 引用计数机制2.2 设计目的2.3 主要方法2.3.1 sp2.3.2 wp 2.4 如何使用2.5 小结 四、参考链接 前言 安卓底层binder中&#xff0c;为什么 IInterface要继承自RefBase &#x…
阅读更多...
【论文笔记】Prefix-Tuning: Optimizing Continuous Prompts for Generation

【论文笔记】Prefix-Tuning: Optimizing Continuous Prompts for Generation

&#x1f34e;个人主页&#xff1a;小嗷犬的个人主页 &#x1f34a;个人网站&#xff1a;小嗷犬的技术小站 &#x1f96d;个人信条&#xff1a;为天地立心&#xff0c;为生民立命&#xff0c;为往圣继绝学&#xff0c;为万世开太平。 基本信息 标题: Prefix-Tuning: Optimizin…
阅读更多...
【Web前端】从回调到现代Promise与Async/Await

【Web前端】从回调到现代Promise与Async/Await

异步编程是一种让程序能够在等待某些操作完成的同时继续执行其他任务的关键技术&#xff0c;打破了传统编程中顺序执行代码的束缚。这种编程范式允许开发者构建出能够即时响应用户操作、高效处理网络请求和资源加载的应用程序。通过异步编程&#xff0c;JavaScript 能够在执行耗…
阅读更多...
如何自己实现事件的订阅和发布呢？

如何自己实现事件的订阅和发布呢？

1.原理 核心思想是基于发布/订阅模式&#xff0c;用一个共享的数据结构来管理事件和事件监听器。主要功能包括事件订阅、取消订阅、发布事件等功能。 实现思路 定义事件和监听器接口&#xff1a;首先定义一个 Event 类和一个 EventListener 接口&#xff0c;所有事件和监听器…
阅读更多...
【CSS】“flex: 1“有什么用？

【CSS】“flex: 1“有什么用？

flex 属性的组成 flex 属性是一个复合属性&#xff0c;包含以下三个子属性&#xff1a; flex-grow&#xff1a;决定元素在容器中剩余空间的分配比例。默认值为 0&#xff0c;表示元素不会扩展。当设置为正数时&#xff0c;元素会按照设定比例扩展。flex-shrink&#xff1a;决…
阅读更多...
计算机课程管理：Spring Boot与工程认证的协同创新

计算机课程管理：Spring Boot与工程认证的协同创新

3系统分析 3.1可行性分析 通过对本基于工程教育认证的计算机课程管理平台实行的目的初步调查和分析&#xff0c;提出可行性方案并对其一一进行论证。我们在这里主要从技术可行性、经济可行性、操作可行性等方面进行分析。 3.1.1技术可行性 本基于工程教育认证的计算机课程管理平…
阅读更多...
vuepress配置谷歌广告-通过vue-google-adsense库

vuepress配置谷歌广告-通过vue-google-adsense库

在 VuePress 中可以使用 vue-google-adsense 插件来配置 Google AdSense 广告&#xff0c;这个库可以简化在 VuePress 项目中插入广告的过程。 以下是使用 vue-google-adsense 配置广告的步骤&#xff1a; 1. 安装 vue-google-adsense 库 在你的 VuePress 项目根目录下安装 …
阅读更多...
深度学习：解码器如何与编码器交互的过程

深度学习：解码器如何与编码器交互的过程

解码器如何与编码器交互的过程 在序列到序列的神经网络模型中&#xff0c;解码器与编码器的交互是实现有效翻译、文本生成等任务的关键环节。这种交互主要是通过编码器-解码器注意力机制&#xff08;通常称为跨注意力机制&#xff09;来实现的&#xff0c;它允许解码器在生成每…
阅读更多...
通过VirtualBox虚拟机安装和调试编译好的 ReactOS

通过VirtualBox虚拟机安装和调试编译好的 ReactOS

1. 首先创建一个虚拟机配置脚本 setup_vm.bat&#xff1a; batch echo off :: setup_vm.bat :: 设置路径 set "REACTOS_BUILDE:\Reactos_WinDriver\reactos-master\build" set "VM_PATHE:\VMs\ReactOS_Debug" set "VBOX_MANAGEC:\Program Files\Ora…
阅读更多...
Kubernetes-Kubectl篇-01-常用命令

Kubernetes-Kubectl篇-01-常用命令

kubectl 常见命令 登录命令 根据机器ip使用kubectl登录机器(field-selector): #!/bin/bash export targetIp"6.0.90.240"#alias kubectlkubectl alias kubectlkubectl --kubeconfig/Users/king/.kube/sa128.configpodinfokubectl get pod --all-namespaces --fiel…
阅读更多...
【SpringBoot】18 上传文件到数据库（Thymeleaf + MySQL）

【SpringBoot】18 上传文件到数据库（Thymeleaf + MySQL）

Git仓库 https://gitee.com/Lin_DH/system 介绍 使用 Thymeleaf 写的页面&#xff0c;将&#xff08;txt、jpg、png&#xff09;格式文件上传到 MySQL 数据库中。 依赖 pom.xml <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.mysql/mysql-connector-j --><depende…
阅读更多...
Kubernetes实现故障转移和微服务弹性伸缩

Kubernetes实现故障转移和微服务弹性伸缩

以下是在Kubernetes&#xff08;k8s&#xff09;中实现故障转移和高可用的方法及详细操作步骤&#xff1a; 一、通过Kubernetes Deployment实现故障转移&#xff08;多实例部署&#xff09; 方法概述&#xff1a; 通过创建Deployment资源并设置多个副本&#xff0c;Kubernete…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023