string的简单介绍和模拟实现
admin
2024-03-15 10:30:44
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1. 标准库中的string类

  1. 字符串是表示字符序列的类
  2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持,其接口类似于标准字符容器的接口,但添加了专门用于操作单字字节字符字符串的设计特性
  3. string类是使用的char
  4. string类是basic_string模板类的一个实例,它使用char来实例化basic_string模板类,并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数
  5. 注意,这个类独立于所使用的编码来处理字节;如果用来处理多字节或变长字符的序列,这个类的所有成员以及它的迭代器,将仍按照字节来操作

总结:

  1. string是表示字符串的字符串类
  2. 该类的接口与常规容器的接口基本相同,再添加了一些专门用来操作string的常规操作
  3. string在底层实际是:basic_string模板类的别名typedef basic_string string
  4. 不能操作多字节或者变长字符序列

注意:在使用string时,必须包含#include头文件以及using namespace std

2. string类的常用接口说明

2.1. string类对象的常见构造

(constructor)函数名称功能说明
string构造空的string类对象,即空字符串
string(const char* s)用C-string来构造string类对象
string(size_t n,char c)用n个字符c初始化string对象
string(const string& s)拷贝构造函数

2.2. string类对象的容量操作

函数名称功能说明
size返回字符串有效字符长度
length返回字符串有效字符长度
capacity返回总空间大小
empty检测字符串是不是为空串,是返回true,否则返回false
clear清空有效字符
reserve为字符串预留空间
resize将有效字符的个数改成n个,多出的空间用字符c填充

2.3. string类对象的访问及遍历操作

函数名称功能说明
operator返回pos位置的字符,const string类对象调用
begin+endbegin获取一个字符的迭代器+end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
rbegin+rendbegin获取一个字符的迭代器+end获取最后一个字符下一个位置的迭代器
范围forC++11支持更简洁的范围for的新遍历方式

2.4. string类对象的修改操作

函数名称功能说明
push_back在字符串后尾插字符c
append在字符串后追加一个字符串
operator+=在字符串后追加字符串str
c_str返回C格式字符串
find+npos从字符串pos位置开始往后找字符c,返回该字符在字符串中的位置
rfind从字符串pos位置开始往后找字符c,返回该字符在字符串中的位置
substr在str中从pos位置开始,截取n个字符,然后将其返回

2.5. string类的非成员函数

函数功能说明
operator+尽量少用,因为传值返回,导致深拷贝效率低
operator>>输入运算符重载
operator<<输出运算符重载
getline获取一行字符串
relational operator大小比较

3. string的模拟实现

// 细节全在代码里了,相信对大家不成问题
#include 
using namespace std;
#include 
#include 
namespace smk
{class string{public:typedef char* iterator;iterator begin(){return _ptr;}const iterator begin()const{return _ptr;}iterator end(){return _ptr + size();}const iterator end()const{return _ptr + size();}char* c_str(){return _ptr;}string(const char* ptr = ""){_size = strlen(ptr);_capacity = _size;_ptr = new char[_capacity + 1];strcpy(_ptr, ptr);}size_t size() const{return _size;}size_t capacity() const{return _capacity;}//普通对象char& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _ptr[pos];}//const对象const char& operator[](size_t pos) const{assert(pos < _size);return _ptr[pos];}void reserve(size_t n){if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _ptr);delete[] _ptr;_ptr = tmp;_capacity = n;}}void swap(string& s){std::swap(_ptr, s._ptr);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}//s1(s2)//传统写法/*string(const string& s){_ptr = new char[s._capacity + 1];_size = s._size;_capacity = s._capacity;strcpy(_ptr, s._ptr);}*///s1(s2)//现代写法string(const string& s):_ptr(nullptr),_size(0),_capacity(0){string tmp(s._ptr);swap(tmp);}/*string& operator=(const string& s){if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1];delete[] _ptr;_ptr = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}return *this;}*///s1 = s2 现代写法string& operator=(string s){swap(s);return *this;}void push_back(char ch){if (_size == _capacity){int newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;reserve(newcapacity);}_ptr[_size] = ch;++_size;_ptr[_size] = '\0';}string& append(const char* ptr){int len = strlen(ptr);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_ptr + _size, ptr);_size += len;return *this;}string& operator+=(const char* ptr){append(ptr);return *this;}string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}void clear(){_size = 0;_ptr[_size] = '\0';}string& insert(size_t pos, const char ch){assert(pos < _size);size_t end = _size + 1;while (end > pos){_ptr[end] = _ptr[end - 1];--end;}_ptr[pos] = ch;++_size;_ptr[_size] = '\0';return *this;}string& insert(size_t pos, const char* ptr){assert(pos < _size);int len = strlen(ptr);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}size_t end = _size + len;while (end > pos + len - 1){_ptr[end] = _ptr[end - len];--end;}strncpy(_ptr + pos, ptr, len);_size += len;return *this;}~string(){delete[] _ptr;_ptr = nullptr;_size = _capacity = 0;}string& erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos < _size);if (len == npos || len > _size - pos){_ptr[pos] = '\0';_size = pos;}else{size_t start = pos + len;while (start <= _size){_ptr[start - len] = _ptr[start];++start;}_size -= len;}return *this;}size_t find(char ch, size_t pos = 0) const{assert(pos < _size);for (size_t i = pos; i < _size; ++i){if (_ptr[i] == ch){return i;}}return npos;}size_t find(const char* ptr, size_t pos = 0) const{assert(pos < _size);const char* tmp = strstr(_ptr + pos, ptr);if (tmp == nullptr){return npos;}return tmp - _ptr;}void resize(size_t n ,char ch = '\0'){if (n > _size){reserve(n);for (size_t i = _size; i < n; ++i){_ptr[i] = ch;}_size = n;_ptr[_size] = '\0';}else{_ptr[n] = '\0';_size = n;}}private:char* _ptr;size_t _size;size_t _capacity;const static size_t npos = -1;};ostream& operator<<(ostream& out, const string& s){for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i){out << s[i];}return out;}istream& operator>>(istream& in, string& s){s.clear();char buffer[128] = { '\0' };char ch = in.get();int i = 0;while (ch != ' ' && ch != '\n'){if (i == 127){s += buffer;i = 0;}buffer[i++] = ch;ch = in.get();}if (i > 0){buffer[i] = '\0';s += buffer;}return in;}

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