【STL】手撕 string类
目录
1，string类框架
2，string（构造）
3，~string（析构）
4，swap（交换）
5，string（拷贝构造）
1，常规法
2，简便法
6，size （字符长度）
7，c_str（返回字符形式的指针）
8，iterator（迭代器）
9，operator=（赋值）
1，常规写法
2，简便法
10，operator[]（取值）
11，reserve（空间容量）
12，push_back（尾插字符）
13，append（尾插字符串）
14， operator+=（尾插字符）
15，operator+=（尾插字符串）
16，insert（插入）
17，insert（插入字符串）
18，erase（擦除）
19，find（查找字符）
20，find（查找字符串）
21，substr（截取字符串）
22，clear（清空）
23，源代码
上面我们认识了string类，有了一个大概的理解，下面我们来实现一下 string类的框架，来更好的熟悉 string类，也让我们对其有着更深的理解；
1，string类框架
因为库里本身就有 string类，所以我们命名一个空间，我们在这个空间里面来实现 string类；
我们先写一个 string类的基本框架；
namespace bit
{
class string
{
public:
private:
char* _str;
size_t _capacity;
size_t _size;
static size_t npos;
};
size_t string::npos = -1;
}string类 的私有对象由 char类型组成的空间，还有其字符个数，还有其空间的容量，还有一个npos 代表最大值；
2，string（构造）
//构造
string(const char* str = "")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_size + 1];
strcpy(_str, str);
}我们要初始化 string类，而且必须要让其不为空值，所以我们给一个缺省值 ' \0 ' ，也就是 ““ ，这样最合适不过了；
3，~string（析构）
~string()
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}因为 _str 是 new 出来的空间，所以我们用 delete 来释放空间，然后将 _str 指向空，_size 和 _capacity 归 0 即可；
4，swap（交换）
void swap(string& str)
{
std::swap(_size, str._size);
std::swap(_capacity, str._capacity);
std::swap(_str, str._str);
}引用 std库里的 swap函数，交换两个string类内的各种数据；
5，string（拷贝构造）
1，常规法
string(const string& str)
{
_str = new char[str._capacity + 1];
strcpy(_str,str._str);
_size = str.size();
_capacity = _size;
}这里我们都是用深拷贝的，给 _str 开辟一样大的空间；
然后再逐个字符拷贝，之后再赋予 _size 和 _capacity 对应的值；
2，简便法
string(const string& str)
{
string tmp(str._str);
swap(tmp);
}我们先让 tmp 来替我们完成 str 各个数据的拷贝，然后在与 tmp 进行交换，
6，size （字符长度）
size_t size()const
{
return _size;
}这个就直接返回有效字符的长度即可；
7，c_str（返回字符形式的指针）
const char* c_str()const
{
return _str;
}直接返回 _str 即可；
8，iterator（迭代器）
typedef char* iterator;
iterator begin()const
{
return _str;
}
iterator end()const
{
return _str + size();
}string类里的迭代器的原理其实就是指针，begin（）就是首元素地址，end（）就是' \0 ' 的地址；
9，operator=（赋值）
1，常规写法
string& operator=(const string& str)
{
if (this != &str)//为了防止两个一样的string类进行赋值
{
string tmp(str);
swap(tmp);
}
return *this;
}先要判定一下是否一样的 string类进行赋值，然后再赋值拷贝 tmp，在与 tmp 交换，以达到赋值的效果；
2，简便法
string& operator=(string str)
{
swap(str);
return *this;
}这与上面常规写法不同的是，参数不同，这里的参数是拷贝构造的类，可以直接与其交换，不会影响实参的类的数据；
10，operator[]（取值）
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos <= _size);
return _str[pos];
}先要进行一下判定，要取值的下标不能大于字符长度，然后直接数组形式返回即可；
11，reserve（空间容量）
void reserve(size_t n)
{
if (_capacity < n)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[]_str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}这种一般是扩容，先判定 n 是否大于原有空间的大小，然后在开辟等大的空间（tmp)，在进行拷贝，然后释放掉原空间，再令_str 指向 tmp 再更新 _capacity 的值；
12，push_back（尾插字符）
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_str[_size] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0';
}还是先判断空间大小，不够的话则进行扩充当原有空间为 0 时，给其赋值 4 个字节大小，反之二倍，然后再尾插新数据，再更新长度，还有重要的 ' \0 ' ，这不能漏，漏了的话打印会出问题的，这是容易犯的错误；
13，append（尾插字符串）
void append(const char* str)
{
int pos = strlen(str);
if (_size + pos > _capacity)
{
size_t newcapacity = _size + pos;
reserve(newcapacity);
}
strcpy(_str+_size, str);
_size += pos;
}先计算 str 字符串的大小，然后再进行空间大小判定，不够则扩容然后直接在末尾拷贝即可，然后更新字符长度；
14， operator+=（尾插字符）
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}其实就是套了一层 push_back 的外壳，不过更方便使用些；
15，operator+=（尾插字符串）
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}其实就是套了一层 append 的外壳，不过更方便使用些；
16，insert（插入）
void insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_size++;
size_t end = _size;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
end--;
}
_str[pos] = ch;
}首先还是先判定大小，不够则进行扩容，然后更新字符长度，在从下标 pos 开始，整体向后挪一位，然后再向 pos 位置赋值；
17，insert（插入字符串）
void insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (_size + len >_capacity)
{
reserve(_size + len);
}
_size += len;
size_t end = _size;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
strncpy(_str + pos, str, len);
}和插入字符有着异曲同工之妙，从 pos 位置向后挪要插入字符串的长度，然后再使用 strncpy 进行插入；
18，erase（擦除）
void erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
if (pos==npos || pos + len >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
}先判断 pos 是否越界，如果下标 pos 加上擦除的长度 len 大于字符长度的话，则直接在 pos 位置赋 ' \0 ' ，然后更新字符长度，如果不大于的话，则直接将后面的字符串拷贝至 pos 位置，以达到覆盖擦除的字符串；
19，find（查找字符）
size_t find(char ch, size_t pos = 0)
{
assert(pos <= _size);
int i = 0;
for (i = pos; i < _size; i++)
{
if (_str[i] == ch)
{
return i;
}
}
return npos;
}先判断 pos 是否越界，然后就直接遍历查找嘛，找到了就返回其下标，找不到返回 npos ；
20，find（查找字符串）
size_t find(const char* str, size_t pos = 0)
{
assert(pos <= _size);
const char* p = strstr(_str + pos, str);
if (p == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return p - _str;
}
}先判断 pos 是否越界，然后用 strstr 从 pos 位置开始找为 stt 的字串，将结果返回给 p；
然后判断 p ，若为空则没有找到则返回 npos，反之则返回 字符串的下标；
21，substr（截取字符串）
string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
size_t end = pos + len;
if (len == npos || end > _size)
{
end = _size;
}
string str;
str.reserve(end-pos);
for (int i = pos; i < end; i++)
{
str += _str[i];
}
return str;
}截取字符串返回 string类，就是从 pos 位置开始然后尾插 len 个字符，所以我们要找到截取末尾的字符下标 end，如果 pos + len 大于字符串长度 _size ，end 就为 _size；
然后定义一个新string类str，给其开空间，然后再遍历尾插，返回 str 即可；
22，clear（清空）
void clear()
{
_size = 0;
_str[_size] = '\0';
}直接让其变为空字符串，以达到清空的效果；
23，源代码
namespace bit
{
class string
{
public:
//构造
string(const char* str = "")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_size + 1];
strcpy(_str, str);
}
//析构
~string()
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
//拷贝构造--传统写法
//string(const string& str)
//{
// _str = new char[str._capacity + 1];
// strcpy(_str,str._str);
// _size = str.size();
// _capacity = _size;
//}
//现代写法
string(const string& str)
{
string tmp(str._str);
swap(tmp);
}
void swap(string& str)
{
std::swap(_size, str._size);
std::swap(_capacity, str._capacity);
std::swap(_str, str._str);
}
//字符长度
size_t size()const
{
return _size;
}
//指针
const char* c_str()const
{
return _str;
}
typedef char* iterator;
iterator begin()const
{
cout <<"char* begin()const"<< endl;
return _str;
}
iterator end()const
{
return _str + size();
}
//传统写法
//string& operator=(const string& str)
//{
// if (this != &str)//为了防止两个一样的string类进行赋值
// {
// string tmp(str);
// swap(tmp);
// }
// return *this;
//}
//s3=s1
//现代写法
string& operator=(string str)
{
swap(str);
return *this;
}
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 (_capacity < n)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[]_str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_str[_size] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0';
}
void append(const char* str)
{
int pos = strlen(str);
if (_size + pos > _capacity)
{
size_t newcapacity = _size + pos;
reserve(newcapacity);
}
strcpy(_str+_size, str);
_size += pos;
}
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}
void insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
reserve(newcapacity);
}
_size++;
size_t end = _size;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
end--;
}
_str[pos] = ch;
}
void insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t len = strlen(str);
if (_size + len >_capacity)
{
reserve(_size + len);
}
_size += len;
size_t end = _size;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
strncpy(_str + pos, str, len);
}
void erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
if (pos==npos || pos + len >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
}
size_t find(char ch, size_t pos = 0)
{
assert(pos <= _size);
int i = 0;
for (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* p = strstr(_str + pos, str);
if (p == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return p - _str;
}
}
string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
assert(pos <= _size);
size_t end = pos + len;
if (len == npos || end > _size)
{
end = _size;
}
string str;
str.reserve(end-pos);
for (int i = pos; i < end; i++)
{
str += _str[i];
}
return str;
}
void clear()
{
_size = 0;
_str[_size] = '\0';
}
private:
char* _str;
size_t _capacity;
size_t _size;
static size_t npos;
};
size_t string::npos = -1;
}其实string类的实现跟数据结构很类似；
手撕一般string类之后，对string类的理解会更上一层楼的；
以上就是string类常用
