string类的模拟实现_请设计一个str类，能模拟string类的部分操作： str s1; //建立一个空字符串 st

目录

1、类的基本结构

2、默认成员函数的实现

3、一些常见成员函数的实现

4、迭代器的实现

 5、查找增加和删除

 6、各个运算符的重载

7、输入和输出

1、类的基本结构

class string
{
public:
 
private:
	char* _str;//字符串
	size_t _size;//字符个数
	size_t _capacity;//容量
 
	const static size_t npos = -1;//最大长度
};

2、默认成员函数的实现

1、构造函数：在初始化时，因为字符串结尾得是 '\0' ，所以在开空间时要加1

2、拷贝构造：先开好空间，然后把要拷贝的内容拷贝进我们的字符串，调整好大小和容量

3、赋值重载：大体思路与拷贝构造类似，赋值重载要先释放空间，再开辟新空间存赋值进来。

4、析构函数：释放空间，同时大小和容量置为0.        

1、构造函数代码

//构造
string(const char* str = "")
{
	_size = strlen(str);//算出str的长度
	_str = new char[_size + 1];//末尾有\0, 加1, 开一样大的空间
	strcpy(_str, str);//把参数拷贝到我们的字符串中
	_capacity = _size;//容量为str的长度
}

2、拷贝构造代码

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

3、赋值重载代码

//赋值重载
string& operator=(const string& s)
{
	if (this != &s)
	{
		delete[] _str;
		_str = new char[s._capacity + 1];
		_capacity = s._capacity;
 
		strcpy(_str, s._str);
		_size = s._size;
	}
	return *this;
}

4、析构函数代码

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

3、一些常见成员函数的实现

1、reserve：扩容

2、push_back：在字符串末尾添加一个字符

3、append：在字符串末尾添加一个字符串 

4、用2和3可以实现+=运算符的重载

5、swap：交换；c_str：返回c语言的字符串

 详情可以参考具体接口的文档

void reserve(size_t n)
{
	if (n > _capacity)
	{
		char* tmp = new char[n + 1];
		strcpy(tmp, _str);
		delete[] _str;
		_str = tmp;
		_capacity = n;
	}
}
 
void push_back(char c)
{
	if (_size == _capacity)
	{
		size_t newCapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;
		reserve(newCapacity);
	}
	_str[_size] = c;
	++_size;
	_str[_size] = '\0';
 
}
 
void append(const char* str)
{
	size_t len = strlen(str);
	if (_size + len > _capacity)
		reserve(strlen(str) + _size);
 
	strcpy(_str + _size, str);
}
 
string& operator+=(char c)
{
	push_back(c);
	return *this;
}
 
string& operator+=(const char* str)
{
	append(str);
	return *this;
}
 
void clear()
{
	_str[0] = '\0';
	_size = 0;
}
 
void swap(string& s)
{
	std::swap(_str, s._str);
	std::swap(_size, s._size);
	std::swap(_capacity, s._capacity);
}
 
const char* c_str()const
{
	return _str;
}

4、迭代器的实现

string类的迭代器比较好实现，就将指针进行封装即可，迭代器的对应操作转换为指针的对应操作。

typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
 
iterator begin()
{
	return _str;//返回首地址
}
 
iterator end()
{
	return _str + _size;//返回末尾地址
}
 
const_iterator begin() const
{
	return _str;
}
 
const_iterator end() const
{
	return _str + _size;
}

 5、查找增加和删除

insert：在任意位置进行插入字符或字符串

erase：在任意位置删除n个字符

find：查找字符或字符串第一次出现的位置

// 返回c在string中第一次出现的位置
 
size_t find(char c, size_t pos = 0) const
{
	for (size_t i = 0; i < _size; ++i)
	{
		if (_str[i] == c)
			return i;
	}
	return npos;
}
 
// 返回子串s在string中第一次出现的位置
 
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const
{
	char* ret = strstr(_str + pos, s);
	if (ret)
	{
		return ret - _str;
	}
	return npos;
}
 
// 在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置
string& insert(size_t pos, char c)//插入字符
{
	if (_size == _capacity)
	{
		size_t newCapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;
		reserve(newCapacity);
	}
	size_t end = _size + 1;
	while (end > pos)
	{
		_str[end] = _str[end - 1];
		--end;
	}
	_str[pos] = c;
	_size++;
	return *this;
}
string& insert(size_t pos, const char* str)//插入字符串
{
	size_t len = strlen(str);
	if (_size + len > _capacity)
		reserve(_size + len);
	size_t end = _size + len;
	while (end >= pos + len)
	{
		_str[end] = _str[end - len];
		--end;
	}
	memcpy(_str + pos, str, len);
	_size += len;
	return *this;
}
 
// 删除pos位置上的元素，并返回该元素的下一个位置
 
string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
	if (len == npos || pos + len >= _size)
	{
		_str[pos] = '\0';
	}
	else
	{
		/*size_t begin = pos;
		while (begin + len <= _size)
		{
			_str[begin] = _str[begin + len];
			++begin;
		}
		_size -= len;*/
 
		strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
	}
 
	return *this;
}

 6、各个运算符的重载

字符串可以进行判断 == 和 != 以及 > 、>=等等一系列判断操作，以及下标访问 [] 。

我们先用strcmp可以实现字符串的 operator== 以及 operator> 再复用这两个函数完成接下来的函数的实现。 

char& operator[](size_t index)
{
	return _str[index];
}
 
const char& operator[](size_t index)const
{
	return _str[index];
}
 
bool operator<(const string& s)
{
	return !(*this < s);
}
 
bool operator<=(const string& s)
{
	return !(*this < s) && *this == s;
}
 
bool operator>(const string& s)
{
	return strcmp(_str, s._str) > 0;
}
 
bool operator>=(const string& s)
{
	return (*this) > s && (*this) == s;
}
 
bool operator==(const string& s)
{
	return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
 
bool operator!=(const string& s)
{
	return !(*this == s);
}

7、输入和输出

我们要重载<< 以及 >> 得在类外面完成。

因为在类里面第一个参数默认是this，而我们的习惯用法是cin >> string 、cout<<string

所以在类外实现，把第一个参数设为cin和cout更符合我们的习惯

而在类外无法访问私有，所以我们需要让输入输出重载成为友元函数

namespace mystring
{
	class string
	{
	public:
        //这两行表示输入输出重载为string类的友元函数，就可以访问私有成员
		friend ostream& operator<<(ostream& _cout, const lw::string& s);
		friend istream& operator>>(istream& _cin, lw::string& s);
	private:
		char* _str;//字符串
		size_t _size;//字符个数
		size_t _capacity;//容量
 
		const static size_t npos = -1;//最大长度
	};
}

istream& operator>>(istream& in, lw::string& s)
{
    //不能直接in >> s ,因为s未开空间，无法存储字符串，且不知道输入的多大，不好开空间
    //所以就一个字符一个字符的读取
	s.clear();
	const size_t N = 32;
	char buff[N];
	int i = 0;
	char ch = cin.get();
	while (ch != ' ' && ch != '\n')
	{
		buff[i++] = ch;
		if (i == N - 1)
		{
			buff[i] = '\0';
			s += buff;
			i = 0;
		}
		ch = cin.get();
	}
	buff[i] = '\0';
	s += buff;
 
	return in;
}
 
ostream& operator<<(ostream& out, const lw::string& s)
{
	out << s.c_str();
	return out;
}

感谢观看！