c++容器:string的模拟实现

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定义命名空间和类

namespace shh
{
	class string
	{
	private:
		char* _str = nullptr;
		size_t _size = 0;
		size_t _capacity = 0;
	};
};

为了避免和std里面的string起冲突,我们自己搞一个命名空间 string本质上来说就是一个字符数组

构造函数

		//无参/带参的默认构造
		string(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
		{
			//开辟空间并完成初始化
			_str = new char[_size + 1];
			strcpy(_str, str);
			_capacity = _size;
		}

记得要多开辟一个位置来存储'/0. 缺省""里面有一个'\0'.

拷贝构造

		//拷贝构造
		string(const string& s1)
		{
			_str = new char[s1.capacity() + 1];
			strcpy(_str, s1._str);
			_capacity = s1.capacity();
			_size = s1.size();
		}

不能用编译器自带的拷贝构造,因为它会按字节拷贝,使得两个对象指向同一块空间,析构的时候同一块空间被析构两次,会运行崩溃.

析构函数

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

返回string的大小和容量

		//返回大小和容量
		size_t size() const
		{
			return _size;
		}
		size_t capacity() const
		{
			return _capacity;
		}

在函数后面加const是为了普通变量和const变量都能用

operator[]

		//返回字符,可读可写
		char& operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}
		//只能读,不能写
		const char& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}

operator=

		//s1(s) 赋值
		string& operator=(string s)
		{
			char* tmp = new char[s._capacity + 1];
			strcpy(tmp, s._str);
			delete[] _str;
			_str = tmp;
			_size = s._size;
			_capacity = s._capacity;
		}

迭代器

string的迭代器可以理解为指针,但是并不是所有容器的迭代器都是指针. 我们要在string类里面进行定义

	public:
		typedef char* iterator;
		typedef const char* const_iterator;

begin

		//迭代器头
		iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		//const迭代器头
		const_iterator begin() const
		{
			return _str;
		}

end

		//迭代器尾
		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}
		//const迭代器尾
		const_iterator end() const
		{
			return _str + _size;
		}

reserve

reserves是一个可以对sting进行扩容的函数.如果n大于_size,将后面区别初始化,反则则减少数组的长度.

		void resize(size_t n,char ch='\0')
		{
			//n大于_size,将后面区别初始化成ch
			if (n > _size)
			{
				reserve(n);
				for (size_t i = _size; i < n; i++)
				{
					_str[i] = ch;
				}
				_str[n] = '\0';
				_size = n;
			}
			//减少size,不需要修改后面的数据
			else
			{
				_str[n] = '\0';
				_size = n;
			}
		}

push_back

push_back是往对象后面添加一个字符

		//往后面添加数据
		void push_back(char ch)
		{
			//扩容
			if (_size == _capacity)
			{
				//因为_capacity初始化时被赋值为0
				reserve(_capacity == 0 ? 4: _capacity * 2);
			}
			_str[_size++] = ch;
			_str[_size] = '\0'; //字符串的末尾是'\0'
		}

append

append是往对象后面添加一串字符串.要注意扩容的时候不能简简单单扩个二倍,因为我们不知道要添加的字符串的长度.

		void append(const char* str)
		{
			size_t len = strlen(str);
			//这里要按照字符串长度进行扩容
			if (len + _size > _capacity)
			{
				reserve(len + _size);
			}
			//从_str的'\0'开始复制
			strcpy(_str + _size, str);
			_size += len;
		}

operator+=

我认为这个函数应该是最常用的函数,因为它的功能涵盖了前面的push_back和append.因为功能类似,我们对上面的函数进行复用.

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

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

insert

insert的功能是在动态数组里面找pos位置插入字符/字符串

		//插入字符
		void insert(size_t pos, char ch)
		{
			assert(pos <= _size);
			//不够扩容 
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
			}
			//移数据的两种写法
			
			//int end = _size+1;
			//while (end > pos)
			//{
			//	_str[end] = _str[end - 1];
			//	end--;
			//}
			int end = _size;
			//记得要强转,因为是无符号整型.会陷入死循环
			//比较时会产生阶级提升 有符号->无符号
			while (end >= (int)_size)
			{
				_str[end + 1] = _str[end];
				end--;
			}
			_str[pos] = ch;
			_size++;
		}

		//插入一段字符串
		void insert(size_t pos, const char* str)
		{
			assert(pos <= _size);
			int len = strlen(str);
			size_t new_capacity = _size + len;
			//扩容并调整_size大小
			if (new_capacity > _capacity)
			{
				reserve(new_capacity);
				_size = new_capacity;
			}
			//从后往前复制数据,要把pos位置和后面所有都移动pos个位
			int end = _size;
			int tmp = _size-len-pos+1;
			while (tmp--)
			{
				_str[end] = _str[end - len];
				end--;
			}
			
			strncpy(_str + pos, str, len);
		}

erase

erase函数的功能就是讲字符串给缩短.

		void erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
		{
			assert(pos < _size);
			//需要擦除的长度大于size
			if (len >= _size - pos)
			{
				_str[pos] = '\0 ';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
				_size -= len;
			}
		}

npos是无符号整数的最大值,我们需要在string类里面声明,类外面定义

	private:
		char* _str = nullptr;
		size_t _size = 0;
		size_t _capacity = 0;
	public:
		static const int npos;
	};
	//npos是整型的最大值,不需要每个string都具备的成员变量,只需要在string外面进行初始化
	//把它写成整个域的静态变量,每个对象都能用
	static const int npos = -1;