C++ String部分成員模擬實現(xiàn)流程詳解

更新時間：2022年08月29日 10:12:37 作者：小小酥誒

我們先不直接實現(xiàn)完整版的string，先實現(xiàn)簡易版的string部分成員來基本了解下它的框架，以及以后來學習深淺拷貝的問題。這樣有循序漸進的過程嘛

string類的成員設計

	class string
	{
	private:
		char* _str;
		int _size;
		int _capacity;
	};

說明：以下的五個成員函數(shù)的模擬實現(xiàn)，均去除了_size 和_capacity成員變量,目的是為了更方便解釋重點。在五個成員函數(shù)模擬后，會對string類的設計進行補全。

普通構造函數(shù)的模擬

我們是否可以使用默認構造函數(shù)來初始化對象？在這種情況下是萬萬不能的！要記住默認的構造函數(shù)對自定義類型會去調用它自己的構造函數(shù)進行初始化，而對于內置類型是不做處理的，此時我們的成員變量_str的類型是內置類型，不會被初始化，所以一定要自己寫構造函數(shù)。

//這種構造函數(shù)是否可行？
string(const char* str)
{
	_str = str;
}

這種寫法做不到用字符串構造一個對象。

原因：這樣會使得str和_str指向的都是同一塊空間。str會影響到_str.

所以正確的做法是，給_str分配一塊屬于自己的空間，再把str的值拷貝給_str.

string(const char* str)
{
	_str = new char[strlen(str) + 1]; //要多給一個'\0'的空間
	strcpy(_str, str);
}

修一下小細節(jié)：

1.實例化對象的時候是支持無參構造的，所以可以給參數(shù)一個缺省值""，里面自己隱藏的有一個\0.如果沒有傳參數(shù)，則使用缺省值。

string(const char* str = "")
{
	_str = new char[strlen(str) + 1]; //要多給一個'\0'的空間
	strcpy(_str, str);
}

拷貝構造函數(shù)的模擬

看了普通構造函數(shù)的模擬實現(xiàn)以后，最不應該犯的錯就是把一個string對象的數(shù)據(jù)直接給了另一個string對象

所以直接甩代碼

string(const string& s)
{
	_str = new char[strlen(s._str) + 1];
	strcpy(_str, s._str);
}

當然，如果有前面所寫普通構造函數(shù)，還可以利用普通構造函數(shù)來拷貝構造一個對象。

//還可以借助普通構造函數(shù)
string(const string& s)
	:_str(nullptr)
{
	string tmp(s._str);
	swap(_str, tmp._str);
}

賦值重載函數(shù)的模擬

這里重載賦值，是為了把一個已經存在的string對象的數(shù)據(jù)給另一個已經存在的string對象。

也就意味著，兩個對象均有自己的空間。不要把string對象的_str直接賦值，否則析構的時候會析構兩次，并且這兩個string對象由于_str使用的是同一塊空間，會相互之間影響。

string& operator=(const string& s)
{
	delete[] _str; //把原來的空間釋放掉
	_str = new char[strlen(s._str) + 1]; //給一塊新的空間
	strcpy(_str, s._str);;
}

上面這種方法是不行的。

1.不排除自己給自己賦值的情況，自己都給釋放了，拿什么來賦值？

2.使用delete先釋放，只要地址正確無論如何都會釋放成功，但是new一塊空間不一定會成功，如果一開始就給釋放了，而我去申請空間卻申請不到，那就是不僅沒有賦值成功，還把我自己原本有的給丟了。

//正確的寫法
string& operator=(const string& s)
{
	if (this != &s)
	{
		char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
		strcpy(tmp, s._str);
		delete[] _str;
		_str = tmp;	
	}
	return *this; //如果自己給自己賦值，那就返回自己
}

還可以使用傳值的方法

string& operator=(string s)
{
	swap(_str, s._str);
	return *this;
}

String的析構函數(shù)模擬

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

補全上述的成員函數(shù)

//因為std庫里原本有一個string，所以這里加上一個命名空間，防止命名污染
namespace YDY
{
	class string
	{
	public:
		string(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
			,_capacity(_size)
		{
			_str = new char[_capacity + 1]; //要多給一個'\0'的空間
			strcpy(_str, str);
		}
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
			,_size(s._size)
			,_capacity(s._capacity)
		{
			string tmp(s._str);
			swap(_str, tmp._str);
		}
		string& operator=(const string& s)
		{
			if (this != &s)
			{
				char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
				strcpy(tmp, s._str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;
			}
			return *this;
		}
		~string()
		{
			if (_str)
			{
				delete[] _str;
				_str = nullptr;
			}
			_size = _capacity = 0;
		}
	private:
		char* _str;
		int _size;
		int _capacity;
	};
	void test()
	{
		string s1;
		string s2(s1);
		string s3 = s1;
	}
}

迭代器的簡單模擬

		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;
		}

其他成員函數(shù)的模擬

		const char* c_str()
		{
			return _str;
		}
		size_t size()
		{
			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];
		}
		//reserve
		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				//擴容到n+1
				//tmp是內置類型，
				char* tmp = new char[n + 1];
				strcpy(tmp, _str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;

				_capacity = n;
			}
		}
		//
		void push_back(char c)
		{
			//空間不夠，擴容
			if (_size == _capacity)
			{
				//擴容
				reserve(_size + 1);
			}
			_str[_size] = c;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';
		}
		void append(const char* str)
		{
			int len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				//增容
				reserve(_size + len);
			}
			strcpy(_str + _size, str);
			_size += len;
		}
		string& operator+=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}
		string& operator+=(const char* str)
		{
			//復用追加函數(shù)append()
			append(str);
			return *this;
		}
		//任意位置的插入
		string& insert(size_t pos, char ch)
		{
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_size + 1);
			}
			//開始插入
			int end = _size + 1;
			//找到pos的位置,并留出pos的位置以便插入
			while (end > pos)
			{
				_str[end] = _str[end - 1];
				end--;
			}
			_str[pos] = ch;
			_size++;
			return *this;
		}
		string& insert(size_t pos, const char* str)
		{
			assert(pos < _size);
			size_t len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				//增容
				reserve(_size + len);
			}
			//找到pos的位置，并且留出要插入的位置
			size_t end = _size + len;
			while (end > pos)
			{
				_str[end] = _str[end - len];
				end--;
			}
			//開始插入
			strncpy(_str + pos, str, len);
			return *this;
		}
		//從pos的位置開始刪除len的長度
		string& erase(size_t pos = 0, size_t len = std::string::npos)
		{
			assert(pos < _size);
			if (len == std::string::npos || pos + len > _size)
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
				_size -= len;
			}
			return *this;
		}

到此這篇關于C++ String部分成員模擬實現(xiàn)流程詳解的文章就介紹到這了,更多相關C++ String成員模擬實現(xiàn)內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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