【c++】string类的模拟实现--1

简介: 【c++】string类的模拟实现--1

介绍:

       STL容器的模拟实现是我们了解STL函数接口的重要部分,也是在学习C++容器时的重要环节。这里,我们模拟实现string的常规接口。


steing的框架结构:


       在调试窗口上可观察到string的参数有size(大小)、capacity(大小)、串(char*)。至于迭代器,这里可先认为指针。


//框架设计模型
class string
{
public:
    typedef char* iterator;   //迭代器
private:
    char* _str;               //串
    size_t _capacity;    //容量
    size_t _size;           //大小
};


一,构造函数和析构函数

       构造函数在实现时首先要注意缺省值的情况。当创建string空类时,默认不会初始化,且输出时不会输出乱码,无任何数据,因此,这里需将缺省值设为""。


//String(const char* str = "\0") 错误示范,可能会出现程序崩溃
//String(const char* str = nullptr) 错误示范,可能会出现程序崩溃
//普通构造
string(const char* str = "")
     : _capacity(strlen(str) + 1)
     , _size(strlen(str))
{
     // 构造String类对象时,如果传递nullptr指针,可以认为程序非
     if (nullptr == str)
     {
         assert(false);
         return;
     }
     _str = new char[_capacity];
     memcpy(_str, str, _capacity);
}
//拷贝构造
string(const string& s)
    : _capacity(s._capacity)
    , _size(s._size)
{
    // 构造String类对象时,如果传递nullptr指针,可以认为程序非
    if (nullptr == s)
    {
        assert(false);
        return;
    }
    _str = new char[_capacity];
    memcpy(_str, s._str, s._size + 1);
}
//析构函数
~string()
{
      delete[] _str;
      _str = nullptr;
      _capacity = _size = 0;
}


二,赋值运算符与流运算符

       赋值运算符重载跟构造函数的注意事项一样,需注意的是这里进行的是深拷贝,不是浅拷贝,即重新开辟新的空间进行拷贝。


string& operator=(const string& s)
{
    delete[] _str;
    char* str = new char[s._capacity];
    memcpy(str, s._str, s._size + 1);
    _str = str;
    _size = s._size;
    _capacity = s._capacity;
    return *this;
}


       流的操作符中,输出流实现简单,只需根据string类的大小进行输出字符即可,但输入流需注意以下两点:


在进行对string输入时,若里面有数据,需将其清空。

string类的输入操作可能会影响容量的变化和大小的变化,若容量不够需进行扩容。

//输出流
ostream& operator<<(ostream& _cout, const bit::string& s)
{
    for (int i = 0; i < s._size; i++)
    {
        _cout << s._str[i];
    }
    return _cout;
}
//输入流
istream& operator>>(istream& _cin, bit::string& s)
{
    //先清理数据string中的数据
    delete[] s._str;
    char* str = new char[s._capacity];
    s._str = str;
    memcpy(s._str, "\0", 1);
    s._size = 0;
    //下面进行开始输入操作
    char buff[128];
    char ch = _cin.get();
    int i = 0;
    while (ch != ' ' && ch != '\n')
    {
        buff[i++] = ch;
        if (i == 127)
        {
            buff[i] = '\0';
            //在进行增添之前要先判断容量是否够容载
            if (s._capacity < s._size + strlen(buff))
            {
                s._capacity += 2 * (s._size + strlen(buff));
                char* str = new char[s._capacity];
                memcpy(str, s._str, s._size + 1);
                delete[] s._str;
                s._str = str;
            }
            //连接操作,注意:这里不能用strcat,因为strcat本身有bug,如下
           /*char str[] = "\0";
            strcat(str, "avbsc");
            cout << str << endl;
            此程序将会崩溃,strcat的第一个参数不能为空*/
            int k = 0;
            for (int j = s._size; j < s._size + strlen(buff); j++)
            {
                s._str[j] = buff[k++];
            }
            s._size += strlen(buff);
            i = 0;
        }
        ch = _cin.get();
    }
    buff[i] = '\0';
    //判断容量
    if (s._capacity < s._size + strlen(buff))
    {
        s._capacity += 2 * (s._size + strlen(buff));
        char* str = new char[s._capacity];
        memcpy(str, s._str, s._size + 1);
        delete[] s._str;
        s._str = str;
    }
    //连接操作
    int k = 0;
    for (int j = s._size; j < s._size + strlen(buff); j++)
    {
        s._str[j] = buff[k++];
    }
    s._size += strlen(buff);
    return _cin;
}

三,迭代器和运算符重载

       我们目前最常用的迭代器是begin()和end(),begin()指向首元素的地址,而end()指向尾元素的下一个地址处,实现机制如下:


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


       至于运算符重载的实现,这里,我们对 “[]、>、>=、<、<=、==、!=” 进行重载实现。


char& operator[](size_t index)
{
    //防止遍历出界
    assert(index <= _size && index >= 0);
    return *(_str + index);
}
const char& operator[](size_t index)const
{
    //防止遍历出界
    assert(index <= _size && index >= 0);
    return (const char)(*_str + index);
}
bool operator<(const string& s)
{
    for (int i = 0; i < _size; i++)
    {
        if (_str[i] < s._str[i])
        {
            return true;
        }
        else if (_str[i] > s._str[i])
        {
            return false;
        }
    }
    return false;
}
bool operator<=(const string& s)
{
    for (int i = 0; i < _size; i++)
    {
        if (_str[i] < s._str[i])
        {
            return true;
        }
        else if (_str[i] > s._str[i])
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}
bool operator>(const string& s)
{
    return !(*this <= s);
}
bool operator>=(const string& s)
{
    return !(*this < s);
}
bool operator==(const string& s)
{
    return !(*this > s) && !(*this < s);
}
bool operator!=(const string& s)
{
    return !(*this == s);
}


【c++】string类的模拟实现--2 https://developer.aliyun.com/article/1424722?spm=a2c6h.13148508.setting.24.214f4f0elA5UEs

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