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模拟实现c++中的string

2025-02-14 39 发布于河北
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简介： 模拟实现c++中的string

一·string类构造，拷贝构造和析构：
/// // //string 初始化：
//'\0'不占_capacity里的空间，但是它占空间，故开空间的时候给它开一个位置。而_capacity的大小
//是有效元素占空间的大小。

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

    ///拷贝构造： 如s1(s2)
    string(const string& s) {

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


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

//析构函数：
~string() {
delete[]_str;
_capacity = _size = 0;
}

二·string内正向迭代器实现：
在这路可以把它看成指针来对其模拟操作：

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;
    }


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

三·赋值运算符重载实现：
//赋值重载： 如：s1=s1 s1=s2；(要把原先的数据和空间舍弃)
string& operator=(const string& s) {
if (strcmp(_str, s._str) == 0) {
return *this;
}
else {
clear();
delete[]_str;

            _str = new char[s._capacity + 1];
            strcpy(_str, s._str);
            _size = s._size;
            _capacity = s._capacity;
            return *this;
        }

    }


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

四·reserve，empty，clear实现：
void string::reserve(size_t n) {
if (n > _capacity) {
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[]_str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
bool empty()const {
return _size == 0;
}
void string::clear() {
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}

五·push_back,append实现:
void string::push_back(char c) {
if (_size == _capacity) {
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size++] = c;
_str[_size] = '\0';
}

  void string::append(const char* str) {
    size_t len=strlen(str);
    if (_size == _capacity) {
        reserve(_size + len > _capacity * 2 ? _size + len : _capacity * 2);
    }
    strcpy(_str + _size, str);
    _size += len;
}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

六·+=运算符实现:
string& string::operator+=(char c) {
push_back(c);
return this;
}
string& string:: operator+=(const char str) {
append(str);
return this;
}
七·swap和c_str()实现：
void string:: swap(string& s) {
//利用运算符重载出的赋值函数完成：
string tmp = s;
s = this;
*this = tmp;

}

const char* string::c_str()const {
    return this->_str;
}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

八·resize的实现：
void string::resize(size_t n, char c) {
size_t i = 0;
i = _size;
if (n > _size) {
if (n > _capacity) {
reserve(n > 2 _capacity ? n : 2 _capacity);
}
size_t gap = n - _size;
while (gap--) {
_str[i++] = c;
}
}
_str[i] = '\0';

    _size = i;
  }


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

九·比较关系的实现：
bool string:: operator<(const string& s) {
return strcmp(_str, s._str)<0; } bool string:: operator==(const string& s) { return strcmp(_str, s._str) == 0; } bool string:: operator<=(const string& s) { return *this == s || *this < s; } bool string::operator>(const string& s) {
return !(this<=s);
}
bool string::operator>=(const string& s) {
return this == s || this > s;
}
bool string:: operator!=(const string& s) {
return !(this == s);
}

十·insert的实现：
string& string::insert(size_t pos, char c) {
assert(pos < _size);
if (_size + 1 > _capacity) {
reserve(_size + 1 > 2 _capacity ? _size + 1 : 2 _capacity);
}//保证内存空间最小也是数量的大小
size_t end = _size;//从'\0'位置被覆盖即后挪。
while (end > pos) {
_str[end] = _str[end - 1];
end--;
}
_str[pos] = c;
_str[_size + 1] = '\0';//最后补充末尾的'\0'
_size = _size + 1;
return *this;
}

string& 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);
    }

    size_t end = _size+len-1;
    while (end >pos+len-1) {
        _str[end] = _str[end - len];
        end--;
    }
    //从'\0'开始移动，但是最后当拷贝过去'\0'会覆盖最后一个被移动的字符：
    char re = _str[pos + len];
    strcpy(_str + pos, str);
    _str[pos + len] = re;

    _str[_size + len] = '\0';
    _size = _size + len;
    return *this;
}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

十一·find的实现：
size_t string::find(char c, size_t pos ) const {
assert(pos < _size);
for (size_t i = pos; i <_size; i++) {
if (_str[i] == c) {
return i;
}
}
return npos;
}

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

}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

十二·erase的实现：
string& string::erase(size_t pos, size_t len) {
assert(pos < _size);
//len长于pos后面的位置，直接都删。
if (pos + len > _size) {
_str[pos] = '\0';
_size = pos;

    }
    //否则把len后面的字符串copy到pos位置。
    else {
        strcpy(_str + pos, _str +pos+ len);
        _size = _size - len;
    }
    return *this;
}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

十三·substr的实现：
string string::substr(size_t pos, size_t len) {
assert(pos < _size);
if (len == npos) {
len = _size - pos;//实际长度
}
string tmp;
for (size_t i = pos; len>0; i++,len--) {
tmp += _str[i];
}
return tmp;
}
十四· cin与cout实现：
由于默认第一个参数是this问题，把它定义在外部作为友好函数去访问内部成员：

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

    return _cout;
}
 //istream& operator>>(istream& _cin, st::string& s);
istream& operator>>(istream& _cin, st::string& s) {
    if (!s.empty()) {
        s.clear();
    }

    char buff[2024] = { 0 };//利用数组，先把输入的元素放入栈的数组里，
    //快满了后追加到string的数组里，方便对开空间的掌握，以及减少调用reserve函数次数

    char ch = _cin.get();//输入到缓冲区，只要有字符就读取，没有get（）就先输入在读取

    int i = 0;
    while(ch!=' '&&ch!='\n') {

        buff[i++] = ch;
        if (i == 2023) {

            s += buff;

            i = 0;
        }
        ch = _cin.get();

         }
    if (i != 0) {

        s += buff;
    }

    return _cin;
}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

十五·内部成员变量输出：
size_t size()const {
return _size;
}

    size_t capacity()const {
        return _capacity;
       }

    bool empty()const {
        return _size == 0;
       }


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

十六·访问操作符重载的实现：
//获取指定字符：

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

    const char& operator[](size_t index)const {
        assert(index < _size);
        return _str[index];
    }//不可修改的访问，


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

//如：const st::string s3("xyz");
//s3[1] = 1;
//定义的const对象，其成员都不能被修改，就自动调用const类的
十七·对swap，拷贝构造，赋值的现代写法：
首先它并没有多大的提高效率，而是可以这么理解：它会让我们手动自行的操作减少一部分，通过调用如实现创造好的swap。比如：这个自己写的swap与std里的swap 有所不同，大概就是库里用的模版出的类，会有空间反复开辟，而自己写的这个直接交换指针就好，那么就相当于指向的空间就也互换了。

///swap现代写法：（不用开辟对象，仅仅做到成员交换，让它们指向的空间互换即可）
void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);

}
对拷贝构造而言：如：s1拷给s2

可以不在里面自己手写成员赋值等，调用构造+swap即可（但是这里如果一开始s1被插入过数据，扩过容，_capacity可能不一）：

string(const string&s) {
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
对于赋值操作，可以分为两种：如：s1=s2；第一种就是不改变s2的前提下完成：

//不改变s2情况下：
string& operator =(const string& s ) {
if (this != s) {
string tmp(s._str);
swap(tmp);
}
return this;
}
第二种就是改变了s2，把s1的资源给了它：

string& operator =(string& s) {
swap(s);
return*this;
}
总代码汇总(传统写法)：
string.h:

pragma once

include

include

using namespace std;
namespace st

{ 

class string

{

    friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const st::string& s);

    friend istream& operator>>(istream& _cin, st::string& s);
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;
    }

    /// // //string 初始化：
    //'\0'不占_capacity里的空间，但是它占空间，故开空间的时候给它开一个位置。而_capacity的大小
    //是有效元素占空间的大小。

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

    ///拷贝构造： 如s1(s2)
    string(const string& s) {

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


    //赋值重载： 如：s1=s1 s1=s2；(要把原先的数据和空间舍弃)
    string& operator=(const string& s) {
        if (strcmp(_str, s._str) == 0) {
            return *this;
        }
        else {
            clear();
            delete[]_str;

            _str = new char[s._capacity + 1];
            strcpy(_str, s._str);
            _size = s._size;
            _capacity = s._capacity;
            return *this;
        }

    }
    //清除数据，改size但容量不变：
    void clear();

    //析构函数：
    ~string() {
        delete[]_str;
        _capacity = _size = 0;
    }



      void push_back(char c);

    string& operator+=(char c);

    void append(const char* str);

    string& operator+=(const char* str);



    void swap(string& s);

    const char* c_str()const;





    ///

     capacity

    size_t size()const {
        return _size;
    }

    size_t capacity()const {
        return _capacity;
       }

    bool empty()const {
        return _size == 0;
       }
       //增大尺寸：
       void resize(size_t n, char c = '\0');

      //预存空间/扩容：

    void reserve(size_t n);



    ///

 ///获取指定字符：

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

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



    ///

    relational operators:


    bool operator<(const string& s);

    bool operator<=(const string& s);

    bool operator>(const string& s);

    bool operator>=(const string& s);

    bool operator==(const string& s);

    bool operator!=(const string& s);



     返回c在string中第一次出现的位置

    size_t find(char c, size_t pos = 0) const;

     返回子串s在string中第一次出现的位置

    size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const;

     在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置

    string& insert(size_t pos, char c);

    string& insert(size_t pos, const char* str);



     删除pos位置上的元素，并返回该元素的下一个位置

    string& erase(size_t pos, size_t len);

    //从指定位置往后找len个长度子串并返回string类型对象
    string substr(size_t pos, size_t len = npos);


private:

    char* _str;

    size_t _capacity;

    size_t _size;
    static const size_t  npos;

};


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

}

string.cpp:

define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

include"string.h"

namespace st {
const size_t string::npos = -1;
void string::clear() {
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}

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

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

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


void string::append(const char* str) {
    size_t len=strlen(str);
    if (_size == _capacity) {
        reserve(_size + len > _capacity * 2 ? _size + len : _capacity * 2);
    }
    strcpy(_str + _size, str);
    _size += len;
}


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




void  string:: swap(string& s) {
    //利用运算符重载出的赋值函数完成：
    string tmp = s;
    s = *this;
    *this = tmp;


}

const char* string::c_str()const {
    return this->_str;
}

void string::resize(size_t n, char c) {
    size_t i = 0;
    i = _size;
    if (n > _size) {
        if (n > _capacity) {
            reserve(n > 2 * _capacity ? n : 2 * _capacity);
        }
        size_t gap = n - _size;
        while (gap--) {
            _str[i++] = c;
        }
     }
    _str[i] = '\0';

    _size = i;
  }

bool string:: operator<(const string& s) {
    return strcmp(_str, s._str)<0;
}
bool string:: operator==(const string& s) {
    return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool string:: operator<=(const string& s) {
    return *this == s || *this < s;
}
bool string::operator>(const string& s) {
    return !(*this<=s);
}
bool string::operator>=(const string& s) {
    return *this == s || *this > s;
 }
bool string:: operator!=(const string& s) {
    return !(*this == s);
 }





string& string::insert(size_t pos, char c) {
    assert(pos < _size);
    if (_size + 1 > _capacity) {
        reserve(_size + 1 > 2 * _capacity ? _size + 1 : 2 * _capacity);
    }//保证内存空间最小也是数量的大小
    size_t end = _size;//从'\0'位置被覆盖即后挪。
    while (end > pos) {
        _str[end] = _str[end - 1];
        end--;
    }
    _str[pos] = c;
    _str[_size + 1] = '\0';//最后补充末尾的'\0'
    _size = _size + 1;
    return *this;
}

string& 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);
    }

    size_t end = _size+len-1;
    while (end >pos+len-1) {
        _str[end] = _str[end - len];
        end--;
    }
    //从'\0'开始移动，但是最后当拷贝过去'\0'会覆盖最后一个被移动的字符：
    char re = _str[pos + len];
    strcpy(_str + pos, str);
    _str[pos + len] = re;

    _str[_size + len] = '\0';
    _size = _size + len;
    return *this;
}

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


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

}




string& string::erase(size_t pos, size_t len) {
    assert(pos < _size);
    //len长于pos后面的位置，直接都删。
    if (pos + len > _size) {
        _str[pos] = '\0';
        _size = pos;

    }
    //否则把len后面的字符串copy到pos位置。
    else {
        strcpy(_str + pos, _str +pos+ len);
        _size = _size - len;
    }
    return *this;
}


string string::substr(size_t pos, size_t len) {
    assert(pos < _size);
    if (len == npos) {
        len = _size - pos;//实际长度
    }
    string tmp;
    for (size_t i = pos; len>0; i++,len--) {
        tmp += _str[i];
    }
    return tmp;
}


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

    return _cout;
}
 //istream& operator>>(istream& _cin, st::string& s);
istream& operator>>(istream& _cin, st::string& s) {
    if (!s.empty()) {
        s.clear();
    }

    char buff[2024] = { 0 };//利用数组，先把输入的元素放入栈的数组里，
    //快满了后追加到string的数组里，方便对开空间的掌握，以及减少调用reserve函数次数

    char ch = _cin.get();//输入到缓冲区，只要有字符就读取，没有get（）就先输入在读取

    int i = 0;
    while(ch!=' '&&ch!='\n') {

        buff[i++] = ch;
        if (i == 2023) {

            s += buff;

            i = 0;
        }
        ch = _cin.get();

         }
    if (i != 0) {

        s += buff;
    }

    return _cin;
}


        

          
        

        
        

          

          AI 代码解读

}

文章标签：
C++
关键词：
C++ string
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