string讲解和实现

embedded/2024/9/22 10:53:00/

认识string

string是将basic_string<char>重新定义了

basic_string是一个类模板，里面包括了一些列的有关字符的函数

注意：insert/erase/replace能不要就不用，他们都涉及挪动数据，效率不高

size_t注意

面对无符号整形size_t在使用--时，在使用进判断条件时，需要考虑到最后--到0后减不到负的的情况，判断条件还是否成立

解决方法：

将该判断语句的所有无符号整形部分换成或者强转成int类型

构造、析构、拷贝函数

namespace tt//避免与std里的string识别错误，采用命名空间封装  tt->test
{class string {public://构造函数string():_str(new char[1]), _size(0), _capacity(0)//构造时开一个空间存放\0，用于标记//_size和_capacity=0此时没有字符存入{_str[0] = '\0';}//析构函数~string(){_size = _capacity = 0;delete[] _str;_str = nullptr;//记住在delete后要将指针置空}//拷贝构造//之前的拷贝构造格式是：A(const A& ct),此时我们拷贝的是同一个类型的A，所以用A&去接收//此时我们拷贝的是字符串，所以里面也用能接收字符串的表示。而char* 类似A&string(const char* str):_size(strlen(str))//算出str长度，可用于改变_size、_capacity, _capacity(_size ){_str = new char[_capacity + 1];//比容量多1用于存放\0，之前构造的\0已经被覆盖strcpy(_str, str);//会自动拷贝\0}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;};void Test1(){string s1("hello world");//直接调用拷贝。"hello world"常量字符串传递过去的是他的地址}
}int main()
{tt::Test1();return 0;
}

迭代器Iterator

迭代器一共有四种

begin（）

返回第一个字符的地址

1.返回第一个字符的地址

2.迭代器是string类中的一个函数

3.iterator是一个类模板的类名，可自动识别不同类型（类似int，一种新定义的对象名称）

测试原函数效果：

#include <iostream>
#include <string>int main()
{std::string str("Test string");std::string::iterator it = str.begin();//迭代器的类名iterator，对象名it->接受begin返回的地址std::cout << *it;//begin()返回第一个字符的地址，读取时需要解引用std::cout << '\n';return 0;
}

模拟实现：

	namespace tt
{class string {public:string():_str(new char[1]), _size(0), _capacity(0){_str[0] = '\0';}~string(){_size = _capacity = 0;delete[] _str;_str = nullptr;}string(const char* str):_size(strlen(str)), _capacity(_size ){_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);}//迭代器typedef char* iterator;iterator begin(){return _str;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;};void Test1(){string s1("hello world");string::iterator it = s1.begin();//it拿到s1第一个字符的地址std::cout << *it;}
}int main()
{tt::Test1();return 0;
}

end（）

返回最后一个有效字符的下一个字符的地址

测试原函数效果：

注意：using namespace std;==解开全部限制

using  std::cout;解开（using）单独的限制

模拟实现：

public:	iterator end(){return _str + _size;}
string类外：void Test2(){string s1("hello world");string::iterator it = s1.end();std::cout << *it;}
结果：

范围for

底层还是迭代器

自动判断结束，自动++,自动赋值

能用下标+方括号[]就能用范围for

auto

麻烦长的话，可以用auto识别，因为begin（）返回的就他他的类型，能自动识别

字符串长度size（）

计算字符串长度，不包括\0，只计算有效字符（单位：字节）

测试原函数效果：

模拟实现：

public://计算有效字符字节数size_t size()const{return _size;}//测试sizevoid Test3(){string s1("hello world");size_t num = s1.size();std::cout << num;}

修改容量reserve（）

测试原函数效果：

改变后有时会比reserve的n要大有时刚好。

模拟实现：

		//修改容量reservevoid reseve(size_t n = 0){if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];//开n+1多的1存放\0strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;}}

修改字符串长度resize()

1.resize多加的无法打印出来，加的都是\0，可以通过监视窗口查看

2.加实际值则会显示出来

3.如果比容量大会自动扩容

4.比容量少相当于保留前n个字符（删除的意义）

测试原函数效果：

模拟实现：

		//修改字符串长度//复杂void resize(size_t n){if (n <= _size){_size = n;}else if (n > _size && n < _capacity){while (_size<n){_str[_size] = '\0';_size++;}_str[_size] = '\0';}else if (n >= _capacity){_capacity = n;char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;while (_size < n){_str[_size] = '\0';_size++;}_str[_size] = '\0';}}//修改容量reservevoid reserve(size_t n = 0){if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];//开n+1 多的1存放\0strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;}}//发现两个可以合二为一,但是在扩大capacity中我们需要另外一个函数reservevoid resize(size_t n, char c = '\0')//函数重载{if (n < _size){_str[n] = '\0';_size = n;}else//>分两种，在capacity里和超出capacity{reserve(n);//不管大小，直接进行重新拷贝while (_size<n){_str[_size] = c;//存第n个数下标为n-1就可以存++_size;//++后存的是第n+1个数}_str[_size] = '\0';//n+1存\0，下标为n}}

清楚clear()

容量不变，size改变

测试原函数效果：

模拟实现：

		//清空内容void clear(){_str[0] = '\0';_size = 0;}

重载【】

测试原函数效果：

模拟实现：

		//重载【】char& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _str[pos];}const char& operator[](size_t pos) const{assert(pos < _size);return _str[pos];}

附加append()

模拟实现：

//附加appendstring& append(const char* s){size_t len = strlen(s);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, s);//从末尾附加新字符串_size += len;return *this;}

重载+=

测试原函数效果：

模拟实现：

//重载+=string& operator+=(const char* s){append(s);return *this;}//尾插push_backvoid push_back(char ch){if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);//新开空间要注意为0的情况}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';}string& operator+=(const char c){push_back(c);return *this;}

返回字符串地址（指针）c_str

模拟实现：

		//返回字符串地址（指针）const char* c_str() const{return _str;}

npos

查找find()

1.返回的是查找到的第一个字符或字符串出现位置的下标

2.pos是下标

3.从pos的位置向后查找

模拟实现：

size_t find(char ch, size_t pos = 0){for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}return npos;}size_t find(const char* sub, size_t pos = 0){const char* p = strstr(_str + pos, sub);if (p){return p - _str;}else{return npos;}}

使用：

cin注意

scanf和cin面对空格和\0都是间隔，读取时一个变量就无法读取间隔后面的内容，所以使用getline

识别到！才结束

>>输入重载

//输入重载istream& operator>>(istream& in, string& s){s.clear();//将原s中的字符串清空char ch;//in >> ch;ch = in.get();//先从这里拿一个字符，用于下面while判断s.reserve(128);while (ch != ' ' && ch != '\n')//修改结束条件{s += ch;//in >> ch;ch = in.get();//一个字符一个字符拿}return in;}

巧用数组当缓冲

理解想法就行

如果直接用reserve可能会造成输入的数少但是开的空间大，而用数组的话，在拿取时更加符合输入内容的空间大小，并且在出了作用域就会销毁

    istream& operator>>(istream& in, string& s){s.clear();//s.reserve(128);char buff[129];//开一个数组，存储128个字符，第129位存储\0，当做缓存size_t i = 0;char ch;ch = in.get();while (ch != ' ' && ch != '\n')//识别到空格或者换行出循环后，判断if{buff[i++] = ch;//输入的字符大于128个时，将缓存部分全部放入字符串中，//继续读取之后的字符并覆盖之前buff的字符if (i == 128)//可以存储129为对应下标为128，同时避免输入的超出数组{buff[i] = '\0';s += buff;i = 0;//标志}//s += ch;ch = in.get();}if (i != 0)//说明buff数组没满，保险{buff[i] = '\0';s += buff;}return in;}

<<输出重载

	ostream& operator<<(ostream& out, const string& s){for (size_t i = 0; i < s.size(); i++){out << s[i];}return out;//为了连续<<时可用}

赋值的现代写法（swap）

swap数组交换优点核心：

不仅交换了，还将自己要释放的交换给了别人

老版本：打工人自己搬砖

         //传统写法s2(s1)string(const string& s){_str = new char[s._capacity+1];strcpy(_str, s._str);_size = s._size;_capacity = s._capacity;}// s2 = s3string& operator=(const string& s){if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1];strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;}

现代版本：

          //拷贝构造1       string(const char* str):_size(strlen(str))//算出str长度，可用于改变_size、_capacity, _capacity(_size ){_str = new char[_capacity + 1];//比容量多1用于存放\0，之前构造的\0已经被覆盖strcpy(_str, str);//会自动拷贝\0}void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}// s2(s1)拷贝构造2//两个拷贝构造构成重载string(const string& s):_str(nullptr), _size(0), _capacity(0){string tmp(s._str);swap(tmp);}// s2 = s3string& operator=(const string& s){if (this != &s){string tmp(s);//this->swap(tmp);swap(tmp);}return *this;}//更极致的现代写法string& operator=(string tmp){swap(tmp);return *this;}void Test7(){string s1("hello world");string s2;s2 = s1;cout << s1 << endl;cout << s2 << endl;}

这一部分转换的swap在s2转移给了tmp，而tmp又是在局部的变量，出了作用域会销毁（析构函数），顺便就解决了

并且通过简单地一个局部变量tmp，再利用swap，将拷贝和赋值简化


http://www.ppmy.cn/embedded/37999.html

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