c++学习之mystring的简单封装

简介: c++学习之mystring的简单封装

我们经常利用string类实例化对象来对字符串进行各种操作,string类是一个实用的类,那么对于string类的一些基本操作是如何实现的呢?我们简单的实现一下mystring的封装。

首先我们给出类模板:

其中主要的操作有:1,构造函数的实现 2,运算符的重载 。

对于string类的基本实现,我们知道string类是对字符串的操作,因此私有变量是字符指针和字符串的大小这两个成员,用来表示字符。其次就是对于字符指针,在这里我们为字符指针是专门开辟一片空间用来存放字符串的。

class mystring
{
  friend::ostream& operator<<(ostream& out, mystring  a);
  friend::istream& operator>>(istream& in, mystring &a);
public:
  mystring();//默认构造
  mystring(char* arr);//有参构造
  mystring(const mystring& p);//拷贝构造
  ~mystring();
   int getsize()
     {
       return  size;
     }//获取大小
  //实现对字符串的访问,重载[]
   //这里将返回值进行引用,之后可以改变原本身的元素
   char &operator[](int index)
   {
     //判断位置是否合法
     if (index > 0 && index < size)
     {
       return arr[index];
     }
     else
     {
       cout << "下标越界" << endl;
       exit(-1);
     }
   }
//成员函数实现
   mystring operator+(mystring&a);
   mystring operator+ (char* str);
   mystring operator=(mystring a);
   mystring operator=(char* str);
   bool operator>(mystring a);
   bool operator<(mystring a);
   bool operator==(mystring a);
private:
  char* arr;
  int size;
};

其次对于成员函数我们在函数未定义,对于全局函数,例如输入输出我们需要设置为友元函数来实现对类中成员的访问。

1.常用的字符串函数

strcpy

常用的字符串拷贝函数,将右边的const char*的字符串赋值给左边的字符串。

0ada984a538b4e069cd169faa8b65593.png


strcat


4a91691a0a19410282fbe00d572433af.png

字符串追加函数,将右边的字符串追加给左边字符串的末尾,也就是连接两个字符串。


ea900c926f1e4eb78c67b3a9593121a9.png

将该字符串中的前多少元素初始化为什莫,比如我们将实现对申请的一片字符指针arr的空间初始化为0,memset(arr,0,strlen(arr)+1),将arr中的所有字符初始化为0.

2.构造函数的创建

1.无参构造

无参构造主要是将字符指针初始化为空,大小为零。

mystring::mystring()

{

   arr = NULL;

   size=0;

}

2.有参构造

有参构造传递字符串以实现初始化类中的字符指针,以及对大小的确定。

mystring::mystring( char* arr)
{
  this->arr = new char[strlen(arr)+1];//申请空间
  memset(this->arr, 0, strlen(arr)+1);//初始化全设置为0
  strcpy(this->arr, arr);//实现拷贝
  size = (int)strlen(arr) ;
}

注意这里是给指针专门开辟空间,所以对于指针在析构时,我们需要释放空间。

3.拷贝构造

拷贝原类改变为新类

mystring::mystring(const mystring& p)
{
  size = p.size;
  this->arr = new char[size+ 1];
  memset(arr, 0, strlen(p.arr) + 1);//初始化全设置为0
  strcpy(this->arr,p.arr);//实现拷贝
}

拷贝构造实现形式与构造函数的形式一样。

析构

mystring ::~mystring()
{
  if (arr != NULL)
  {
    delete[]arr;
    arr = NULL;
  }
}

因为是对指针开辟空间,对应要释放空间。

3.运算符的重载

1.重载输出运算符

//重载输出运算符(全局重载)
   ostream& operator<<( ostream&out,mystring  a)
  {
     out << a.arr ;
     return out;
  }

与之前学习到的重载输出运算符一样,返回类型为输出流,操作对象是mystring类。

注意对于输入与输出运算符的重载,我们都需要将返回值引用,实现对输入输出的所有操作。

2.重载输入运算符

重载输入运算符需要注意,原类中的字符指针是否为空,不为空要置空,然后再创建一个mystring作为媒介实现输入,之后再赋值,反回输入流。

//重载输入运算符
   istream& operator>>(istream&in, mystring &a)
   {
     char buffer[100];
     in >> buffer;
     //判断是否为空
     if (a.arr != NULL)
     {
       delete[]a.arr;
       a.arr = NULL;
     }
     a.size =(int)strlen(buffer);
     a.arr = new char[a.size+1];
     //置空
     memset(a.arr, 0, a.size + 1);//注意这里不能用strlen(a.arr),在这里是未知访问
     strcpy(a.arr, buffer);
     return in;
   }

3.重载+运算符

+运算符在string类中的操作是字符串的连接。

这里需要注意的是,我们是对字符串类的对象与字符串类+重载的实现,字符串类的对象与字符串+重载也是需要实现的,因为字符串类实例化的对象我们是将他当作字符串用的。

字符串类对象间的重载与字符指针的重载是类似的,主要是对其中的字符串的实现。

 //字符串与类对象+的重载
   mystring mystring::operator+(char* str)
   {
     mystring str1;
     str1.size = (int)strlen(str)+this->size;
     str1.arr = new char[str1.size + 1];
     memset(str1.arr, 0, str1.size);
     strcpy(str1.arr, this->arr);
     strcat(str1.arr, str);
     return str1;
   } 
  //重载加法运算符  类与类之间+重载
  mystring mystring:: operator+(mystring& a)
   {
     mystring str1;//作为媒介
     str1.size = this->size+a.size;
     str1.arr = new char[str1.size+1];
     memset(str1.arr, 0, str1.size);
     strcpy(str1.arr, this->arr);
     strcat(str1.arr, a.arr);
     return str1;
   }

两者的重载都是创建第三个类作为媒介,用来作为连接字符串后的字符串的载体,也是所返回的对象。因此在开辟空间的时候,需要注意空间的大小。

4.重载赋值运算符

string类中赋值运算符的作用就是字符串拷贝,但是是深度拷贝,所以我们需要开辟一片空间,对于类原this中所指向的空间实现地址的交换,即空间的交换。

还需要注意的是,这里的操作对象可以是类的对象值之间,也可以是类的对象直接与字符串直接的运算。

重载赋值运算符(只有指针成员时,需要深拷贝)
  mystring mystring:: operator=(mystring a)
  {
    //先判断是否为空
    if (this->arr != NULL)
    {
      delete[]arr;
      arr = NULL;
    }
    if (this->arr != NULL)
    {
      delete[]arr;
      arr = NULL;
    }
    //这里是深拷贝,即地址之间的交换
    this->size = a.size;
    this->arr = new char[a.size+1];
    memset(this->arr, 0, a.size);
    strcpy(this->arr, a.arr);
    return *this;
  }

这里在赋值时,我们还是需要判断一下这里的原this中的指针是否为空,不为空,我们要将它置空之后再进行拷贝。

mystring mystring::operator=(char* str)
  {
    if (this->arr != NULL)
    {
      delete[]arr;
      arr = NULL;
    }
    //这里是深拷贝,即空间之间的交换
    this->arr = new char[strlen(str)+1];
    memset(this->arr, 0, strlen(str));
    strcpy(this->arr, str);
    this->size = strlen(str);
    return *this;
  }

5.重载比较运算符

重载比较运算符是比较简单的,即>  < ==,显然他们的返回值都布尔型的。

重载>运算符

//重载>运算符
  bool mystring:: operator>(mystring a)
  {
    if (this->size > a.size)
    {
      return true;
    }
    else
    {
      return false;
    }
  }

重载<运算符

//重载<运算符
  bool mystring:: operator<(mystring a)
  {
    if (this->size < a.size)
    {
      return true;
    }
    else
    {
      return false;
    }
  }

重载==运算符

//重载==运算符
  bool mystring:: operator==(mystring a)
  {
    if (this->size == a.size)
    {
      return true;
    }
    else
    {
      return false;
    }
  }

如下是我所给出的操作用例,

int main()
{
  mystring str=(char *)"hello world";
  //mystring str ((char*)"hello world");
  cout << str << endl;
  mystring str1 = (char*)"haha";
  cout << str+str1 << endl;
  cout << str + (char *)"haha" << endl;
  str = str1;
  cout << str << endl;
  str = (char*)"heiehi";
  cout << str << endl;
  if (str >str1)
  {
    cout << "str大与str1" << endl;
  }
  else
  {
    cout << "str小与str1" << endl;
  }
}


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好了,对于string的简单的实现就完成了,在此基础上我们还可以完成他的所有操作,在cplusplus上我们可以看到string所给出的定义string - C++ Reference (cplusplus.com)

STL中给出了string类的标准定义,以尽可能满足我们对字符串的某些操作,这些操作大家可以下去慢慢实现。


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