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16.C++STL 3(string类的模拟，深浅拷贝问题)

article 2024/11/25 8:12:54

⭐本篇重点：string类的模拟，自己实现一个简单的string类

⭐本篇代码：c++学习/05.string类的学习 · 橘子真甜/c++-learning-of-yzc - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

目录

一. 经典string类的模拟

1.1 深浅拷贝问题

 1.2 使用深拷贝完成经典string类的模拟

a size函数

b 拷贝构造函数

 c 赋值运算符重载

d operator[]重载

二. 现代写法的string类模拟

2.1 拷贝构造函数

 2.2 赋值运算符重载

三. 下篇文章：STL中vector的使用 

一. 经典string类的模拟

        实现一个简单的string类，主要是实现string类的构造函数，析构函数，拷贝构造函数，赋值运算符重载。这个过程需要我们首先理解深浅拷贝的问题。

1.1 深浅拷贝问题

        浅拷贝问题：如果我们初始化一个对象的时候，只是简单的将另一个对象的值赋值给这个对象。比如我们在堆上申请的空间。当我们销毁这两个对象的时候，由于它们指向同一个空间，这个空间就会被销毁两次。程序就会崩溃。

测试代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

namespace yzc
{
	class string
	{
	public:
		string(const char* str = "")
			:_str(new char[strlen(str) + 1])
		{
			cout << "调用构造函数" << endl;
			strcpy(_str, str);
		}

		//拷贝构造
		string(const string& str)
		{
			*this = str;
		}

		~string()
		{
			cout << "调用析构函数" << endl;
			delete[] _str;
		}


		void print()
		{
			cout << _str << endl;
		}
	private:
		char* _str;
	};
}


int main()
{
	yzc::string s1 = "123456";
	yzc::string s2 = "abcdef";
	s1.print();
	s2.print();
	return 0;
}

没有调用拷贝构造函数，可以正常输出。

运行结果如下：

如果我们使用拷贝构造函数

int main()
{
	yzc::string s1 = "123456";
	yzc::string s2(s1);
	return 0;
}

分析代码可知，由于浅拷贝问题。输出一次调用构造函数和两次析构函数后程序崩溃

只有使用深拷贝，我们在拷贝构造函数里面重新申请一份空间，然后重新全部复制才行。 

 1.2 使用深拷贝完成经典string类的模拟

a size函数

        为了完成深拷贝，我们需要定义一个size函数用于求_str的长度。加上const，因为函数内部并不会更改任何值

		int size()const
		{
			return strlen(_str);
		}

b 拷贝构造函数

与构造函数类似，我们重新开辟一份空间，然后使用strcpy进行拷贝

​
		//拷贝构造,使用深拷贝完成拷贝
		string(const string& s)
			:_str(new char[s.size()])
		{
			strcpy(_str, s._str);
		}

测试代码： 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

namespace yzc
{
	class string
	{
	public:
		string(const char* str = "")
			:_str(new char[strlen(str) + 1])	//由于C语言字符串后面都带'\0',需要加上1
		{
			strcpy(_str, str);
		}

		拷贝构造
		//string(const string& str)
		//{
		//	*this = str;
		//}

		//拷贝构造,使用深拷贝完成拷贝
		string(const string& s)
			:_str(new char[s.size() + 1])    //一定要注意要加1，否则会越界访问
		{
			strcpy(_str, s._str);
		}

		~string()
		{
			delete[] _str;
            _str = nullptr;
		}

		int size()const
		{
			return strlen(_str);
		}

		void print()
		{
			cout << _str << endl;
		}
	private:
		char* _str;
	};
}


int main()
{
	yzc::string s1 = "123456";
	yzc::string s2(s1);
	s1.print();
	s2.print();
	return 0;
}

测试结果 

 c 赋值运算符重载

与拷贝构造函数一样，要注意深浅拷贝的问题

		//赋值运算符重载
		string& operator=(const string& s)
		{
			if (this != &s)//地址不同才进行赋值
			{
				delete[] _str; //释放原地址空间，防止内存泄漏
				//定义中间变量tmp用于拷贝
				char* tmp = new char[s.size() + 1]; //注意要 + 1
				strcpy(tmp, s._str);
				_str = tmp;
				
			}
			return *this; //返回当前对象，为了支持 a = b = c
		}

 测试：主函数代码如下

int main()
{
	yzc::string s1 = "123456";
	yzc::string s2 = "abcdef";
	
	yzc::string s3 = s1;
	yzc::string s4;
	s4 = s2;

	s3.print();
	s4.print();
	return 0;
}

测试结果：

d operator[]重载

我们还能重载[]这个操作符，方便我们遍历整个字符串

直接输入i，返回_str[i]即可（注意const） 

		char& operator[](size_t i)
		{
			assert(i < size());
			return _str[i];
		}

		const char& operator[](size_t i)const
		{
			assert(i < size());
			return _str[i];
		}

测试代码：

int main()
{
	yzc::string s1 = "159753468244";
	for (int i = 0; i < s1.size(); i++)
	{
		cout << s1[i] << " ";
	}
	cout << endl;
	return 0;
}

运行结果：

二. 现代写法的string类模拟

2.1 拷贝构造函数

         为了提高代码的复用，我们在拷贝构造函数中使用构造函数去构造一个对象，然后交换当前对象和这个对象。

代码如下：

		//现代版写法
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
		{
			string strTmp(s._str); //使用构造函数将s._str构造一个tmp
			swap(_str, strTmp._str);//交换_str和tmp
		}

交换后，strTmp由于是局部变量就直接被销毁了！ 而我们创建的对象被保留

 2.2 赋值运算符重载

我们使用传值方法传参，交换_str后我们成功创建的对象。且不会影响传入的对象


		//现代版写法
		string& operator=(string s) //不使用引用传参，而是传值
		{
			swap(_str, s._str);
			return *this;
		}

测试代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;

namespace yzc
{
	class string
	{
	public:
		string(const char* str = "")
			:_str(new char[strlen(str) + 1])	//由于C语言字符串后面都带'\0',需要加上1
		{
			strcpy(_str, str);
		}

		拷贝构造,使用深拷贝完成拷贝
		//string(const string& s)
		//	:_str(new char[s.size() + 1]) //注意要加1
		//{
		//	strcpy(_str, s._str);
		//}

		//现代版写法
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
		{
			string strTmp(s._str); //使用构造函数将s._str构造一个tmp
			swap(_str, strTmp._str);//交换_str和tmp
		}

		赋值运算符重载
		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)//地址不同才进行赋值
		//	{
		//		delete[] _str; //释放原地址空间，防止内存泄漏
		//		//定义中间变量tmp用于拷贝
		//		char* tmp = new char[s.size() + 1];
		//		strcpy(tmp, s._str);
		//		_str = tmp;
		//		
		//	}
		//	return *this; //返回当前对象，为了支持 a = b = c
		//}

		//现代版写法
		string& operator=(string s) //不使用引用传参，而是传值
		{
			swap(_str, s._str);
			return *this;
		}

		~string()
		{
			delete[] _str;
			_str = nullptr;
		}


		size_t size()const
		{
			return strlen(_str);
		}

		void print()
		{
			cout << _str << endl;
		}
	private:
		char* _str;
	};
}


int main()
{
	yzc::string s1 = "123456";
	yzc::string s2(s1);
	yzc::string s3 = s1;
	s1.print();
	s2.print();
	s3.print();
	return 0;
}

运行结果：

三. 下篇文章：STL中vector的使用 


http://www.kler.cn/a/408338.html

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