涂料网站设计,开小加工厂去哪接单子,长春财经学院专业,网站建设中企动力最佳a4目录 前言1. string的基本结构2. 构造函数、析构函数2.1 构造函数的实现2.1.1带参构造函数 2.2析构函数2.3无参构造函数2.4无参和带参构造函数合并 3. string的遍历3.1 operator[ ]3.2迭代器模拟实现 (简单实现#xff09;3.3 const迭代器模拟实现 4. 数据的增删查改4.1 reser… 目录 前言1. string的基本结构2. 构造函数、析构函数2.1 构造函数的实现2.1.1带参构造函数 2.2析构函数2.3无参构造函数2.4无参和带参构造函数合并 3. string的遍历3.1 operator[ ]3.2迭代器模拟实现 (简单实现3.3 const迭代器模拟实现 4. 数据的增删查改4.1 reserve4.2 push_back和append4.3 4.4 insert4.5 erase 4.6 find4.7 substr 5. 拷贝构造5.1 浅拷贝默认拷贝构造5.2 深拷贝拷贝构造函数 6. 源码(上部分)6.1 string.h6.2 test.cpp 7. 总结 前言 在上一篇文章中我们详细介绍了string类一些常用接口的使用那这篇文章我们将对string进行一个模拟实现帮助大家理解的更加深刻。 1. string的基本结构
在上篇文章中我们了解 string的底层其实就是一个支持动态增长的字符数组。那确定它的结构接下来我们就开始模拟实现它。 首先新建一个头文件string.h定义一个string类
class string
{public ://成员函数private :char* _str;size_t _size;size_t _capacity;
};这里string类的三个成员变量一个字符指针_str指向开辟的动态数组_size标识有效数据个数_capacity记录容量的大小不包含’\0’。 但是因为标准库里已经有string类为了避免冲突我们需要定义一个命名空间把我们自己实现的string类放到自己的命名空间里面。 namespace w
{class string
{public ://成员函数private :char* _str;size_t _size;size_t _capacity;};} 2. 构造函数、析构函数
2.1 构造函数的实现
2.1.1带参构造函数
首先我们来模拟实现一个带参构造函数 我们知道标准库里string类的构造函数有很多这里我们只模拟实现最常用的 在之前的文章中我们提到尽量使用初始化列表进行初始化我们可以这样写 但是这里你会发现程序报错了因为如果像上图一样初始化首先涉及到权限放大的问题之前文章有讲过char* str被const修饰不能被修改但是赋给_str_str是char* 类型的可以修改。其次用常量字符串去初始化也不能被修改。 那怎么办呢 我们这里不直接传参而是开空间用strcpy去进行拷贝 string(const char* str):_str(new char[strlen(str)1]),_size(strlen(str)),_capacity(strlen(str)){strcpy(_str, str);}顺便这里我们提供一个接口用来返回字符串 const char* c_str(){return _str;}我们在创建一个test.cpp文件用来测试我们写的接口 2.2析构函数
这里我们直接顺便给出析构函数
~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}2.3无参构造函数 我们有的时候还会遇到这样的场景 所以这里需要我们去实现一个无参的构造函数。 假设这里的无参构造函数我们这样实现 那这样真的可行吗 如果这里_str传空指针那么在刚刚实现的c_str函数就会返回空程序程序会崩溃。并且在标准库里的c_str接口即使传空也是会有返回值的。 那这里应该怎么办呢 我们可以这样写 string():_str(new char[1]),_size(0),_capacity(0){_str[0] \0;} 这里我们给_str开辟一个空间然后给这块空间给上\0。这样就不会出现上面的问题了。 2.4无参和带参构造函数合并 我们之前讲过无参和带参的可以用全缺省。 我们来看几种写法 能这样写吗答案是肯定不能这样写类型就不匹配一个是字符一个是字符串。 能这样写吗 答案是肯定不能。这样写strlen里的str就是空串了。 其实应该这样写 这里我们直接给一个空串常量字符串末尾是默认有\0的 3. string的遍历
3.1 operator[ ] 我们知道在标准库中可以通过下标去访问字符串中的某一个字符下面我们来实现对[]的重载。 首先我们需要实现size()接口 接下来我们来实现一下[]的重载 这里我们实现了两个版本普通版本对应普通对象const版本对应const对象且这两个函数构成函数重载。 下面我们来验证一下 3.2迭代器模拟实现 (简单实现 除了[]可以遍历访问string对象我们还可以用迭代器进行访问。 那迭代器我们说了大家可以理解成一个像指针一样的东西但是不一定是指针。 我们最开始介绍了STL有好几个版本不同的版本实现可能是不一样的。 那其实vs下string的迭代器呢就不是使用指针实现的而G下使用的SGI版本是指针实现的。 那这里我们模拟实现就使用指针来实现: 下面我们来验证一下 同样的我们还可以使用范围for进行遍历 范围for的底层就是用的迭代器。 大家可以理解成范围for的语法其实就跟我们之前学过的宏有点类似它会被替换成迭代器相当于把*it赋值给ch。范围for的底层就是无脑替换。 3.3 const迭代器模拟实现 这里我们再实现const版本给const对象使用 4. 数据的增删查改 首先我们来实现一下push_back()和append().这两个都是插入数据既然插入数据那我们就必须考虑扩容的问题。 那这里如果扩容的话我们一次扩多少呢 对于push_back来说一次扩二倍没问题但是append一次扩二倍有可能是不行的。 为什么 如果当前的容量是10现在追加一个长度为25的字符串扩容到原来的两倍才 20也是不够用的。 那这里我们通过string的另一个接口reserve它可以改变容量为我们指定的大小帮助我们扩容。 下面我们就先来实现一下reserve。 4.1 reserve 我们先来看一下reserve怎么实现 这里当参数n的值小于_capacity如果不加这个if判断这里就会缩容。但是我们知道库里的接口是不会缩容的。所以需要加上这个条件判断。 4.2 push_back和append 那接下来有了reserve我们继续来实现push_back和append。 push_back这里我们直接选择两倍扩。 这里append最少扩容到_size len. 下面我们来实现一下 4.3 我们虽然有push_back和append但是我们更喜欢用重载的。当然的底层也是可以用push_back和append实现的。 下面我们来实现一下 4.4 insert 对于insert我们主要实现库里的这两个版本 首先我们来实现一下在pos位置插入n个字符 逻辑其实是比较简单的。首先判断一下是否需要扩容然后就插入数据如果往中间插就需要挪动数据。 这样写有没有问题呢 我们来测试一下 好像没什么问题啊。真的没问题吗 我们来看一种特殊情况当pos 0 时插入数据 程序这里挂了。那为什么呢 这里当pos 0时end等于0时还会进入循环,end再- -会变成多少 是-1吗 这里end的类型是szie_t无符号整型所以end为0后再- -并不是-1而是整型最大值发生越界循环也没正常结束所以程序崩了。 那怎么解决呢把end改成int可行吗 这里也是不可行的。end和pos比较end变成int但是pos是size_t类型这里是会发生整型提升(C语言知识。那我们应该如何解决呢 这里解决方法有很多我们采用其中一种利用我们之前文章中提到的npos解决 我们再来测试一下 刚才是插入一个字符现在我们再来实现插入字符串的。那么逻辑和上面其实是一样的。只不过上面我们只需要挪出n个空间就可以了那这里我们需要挪动数据腾出strlen(str)个空间。 下面我们来测试一下 4.5 erase 那么接下来我们来实现一下erase从pos位置删除len个字符 对于erase首先第一种情况就是poslen小于字符串的长度那我们需要把pos位置开始的后len个字符删掉但是仍然保留后续字符。那这里就是挪动后面的数据把需要删除的覆盖掉就行。 那其它情况就是len比较大poslen直接大于等于字符串的长度那就把pos后面的全部删掉。或者没有传pos这个参数缺省值npos那也要把后面的全删所以这两种情况可以统一处理。这里只需要把pos位置给成“\0”就行了。 我们来测试一下 当然为了和标准库里的一致我们这里也使用引用返回 4.6 find 下面我们来实现一下find。find的实现其实很简单遍历去找找到了就返回下标找不到就返回npos。 当然find还支持从pos位置开始查找一个字符串在这里我们复用C语言中的strstr去查找。 下面我们来测试一下 4.7 substr 下面我们再来实现一下substr。它的逻辑也是很简单的。 这里稍微需要注意的是我们需要条件判断当截取的字串足够长我们截取的长度就是pos位置一直到字符串的末尾。 5. 拷贝构造 我们现在先来写一段这样的代码 这里有一个拷贝构造s2是s1拷贝构造而来的。 5.1 浅拷贝默认拷贝构造 在之前类和对象的文章中我们知道拷贝构造函数我们自己不写编译器是会默认生成的这里我们直接运行上面的代码 这里程序出错发生了一个经典的浅拷贝的问题。在之前的文章中我们也有讲过若未显式定义编译器会生成默认的拷贝构造函数。 默认的拷贝构造函数拷贝对象 按内存存储字节序完成拷贝这种拷贝叫做浅拷贝或者值拷贝。一旦涉及到资源申请时则拷贝构造函数是一定要写的否则就是浅拷贝就会出现问题。 5.2 深拷贝拷贝构造函数 这里就需要我们自己去实现拷贝构造函数完成深拷贝 下面我们来测试一下 6. 源码(上部分)
6.1 string.h
#include iostream
using namespace std;
namespace w
{class string
{public :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(const char* str ):_str(new char[strlen(str)1]),_size(strlen(str)),_capacity(strlen(str)){strcpy(_str, str);}string(const string s){_str new char[s._capacity 1];strcpy(_str, s._str);_size s._size;_capacity s._capacity;}~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}const char* c_str() const{return _str;}size_t size() const{return _size;}char operator[](size_t pos){assert(pos _size);return _str[pos];}const char operator[](size_t pos) const{assert(pos _size);return _str[pos];}void reserve(size_t n){if (n _capacity){char* tmp new char[n 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str tmp;_capacity n;}}void push_back(char ch){if (_size _capacity){// 2倍扩容reserve(_capacity 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] ch;_size;_str[_size] \0;}void append(const char* str){size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){// 至少扩容到_size lenreserve(_sizelen);}strcpy(_str _size, str);_size len;}string operator(char ch){push_back(ch);return *this;}string operator(const char* str){append(str);return *this;}void insert(size_t pos, size_t n, char ch){assert(pos _size);if (_size n _capacity){// 至少扩容到_size lenreserve(_size n);}// 添加注释最好size_t end _size;while (end pos end ! npos){_str[end n] _str[end];--end;}for (size_t i 0; i n; i){_str[pos i] ch;}_size n;}void insert(size_t pos, const char* str){assert(pos _size);size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){// 至少扩容到_size lenreserve(_size len);}// 添加注释最好size_t end _size;while (end pos end ! npos){_str[end len] _str[end];--end;}for (size_t i 0; i len; i){_str[pos i] str[i];}_size len;}string erase(size_t pos, size_t len npos){assert(pos _size);if (len npos || pos len _size){_str[pos] \0;_size pos;_str[_size] \0;}else{size_t end pos len;while (end _size){_str[pos] _str[end];}_size - len;}return *this;}size_t find(char ch, size_t pos 0){assert(pos _size);for (size_t i pos; i _size; i){if (_str[i] ch){return i;}}return npos;}size_t find(const char* str , size_t pos 0){assert(pos _size);const char* ptr strstr(_str pos, str);if (ptr){return ptr - _str;}else{return npos;}}string substr(size_t pos 0, size_t len npos){assert(pos _size);size_t n len;if (len npos || pos len _size){n _size - pos;}string tmp;tmp.reserve(n);for (size_t i pos; i pos n; i){tmp _str[i];}return tmp;}private :char* _str;size_t _size;size_t _capacity;public:const static size_t npos;};const size_t string::npos -1;
}
6.2 test.cpp
#include Mystring.hvoid test_string1()
{w ::string s1(hello world);cout s1.c_str() endl;for (size_t i 0; i s1.size(); i){cout s1[i] ;}cout endl;w ::string::iterator it s1.begin();while (it ! s1.end()){cout *it ;it;}cout endl;for (auto ch : s1){cout ch ;}cout endl;
}void test_string2()
{w::string s1(hello world);cout s1.c_str() endl;s1.push_back( );s1.push_back(#);s1.append(hello);cout s1.c_str() endl;w::string s2(hello world);cout s2.c_str() endl;s2 ;s2 #;s2 hello code;cout s2.c_str() endl;}void test_string3()
{w::string s1(helloworld);cout s1.c_str() endl;s1.insert(5, 3, #);cout s1.c_str() endl;s1.insert(0, 3, #);cout s1.c_str() endl;w::string s2(helloworld);s2.insert(5, %%%%%);cout s2.c_str() endl;}void test_string4()
{w::string s1(helloworld);cout s1.c_str() endl;s1.erase(5, 3);cout s1.c_str() endl;s1.erase(5, 30);cout s1.c_str() endl;s1.erase(2);cout s1.c_str() endl;
}void test_string5()
{w::string s1(helloworld);cout s1.find(w,2) endl;}void test_string6()
{w::string s1(hello world);w::string s2(s1);cout s1.c_str() endl;cout s2.c_str() endl;}int main()
{test_string6();return 0;
}7. 总结
文章篇幅有限剩余内容将在下篇进行讲解。
