關(guān)于C++STL string類的介紹及模擬實(shí)現(xiàn)
一、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的string類
1.string類
字符串的表示字符序列的類
標(biāo)準(zhǔn)的字符串類提供了對(duì)此類對(duì)象的支持，其接口類似于標(biāo)準(zhǔn)字符容器的接口，但添加了專門用于操作
單字節(jié)字符字符串的設(shè)計(jì)特性。
string類是使用char(即作為它的字符類型，使用它的默認(rèn)char_traits和分配器類型(關(guān)于模板的更多信
息，請(qǐng)參閱basic_string)。
string類是basic_string模板類的一個(gè)實(shí)例，它使用char來(lái)實(shí)例化basic_string模板類，并用char_traits
和allocator作為basic_string的默認(rèn)參數(shù)(根于更多的模板信息請(qǐng)參考basic_string)。
注意，這個(gè)類獨(dú)立于所使用的編碼來(lái)處理字節(jié):如果用來(lái)處理多字節(jié)或變長(zhǎng)字符(如UTF-8)的序列，這個(gè)
類的所有成員(如長(zhǎng)度或大小)以及它的迭代器，將仍然按照字節(jié)(而不是實(shí)際編碼的字符)來(lái)操作。
2.string類中的常用接口說(shuō)明+模擬實(shí)現(xiàn)
2.1 string類對(duì)象的常見(jiàn)構(gòu)造+模擬實(shí)現(xiàn)
代碼演示：
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
int main()
{
string s1;
string s4("hello world");
string s5("hello world", 7);
string s6(10, 'x');
string s2(s4);
string s3(s4, 6, 3);
cout << "s1:"<< s1.c_str() << endl;
cout << "s4:" << s4.c_str() << endl;
cout << "s5:" << s5.c_str() << endl;
cout << "s6:" << s6.c_str() << endl;
cout << "s2:" << s2.c_str() << endl;
cout << "s3:" << s3.c_str() << endl;
}
運(yùn)行結(jié)果：
模擬實(shí)現(xiàn)
由于上面有些接口不常用，所以我就模擬實(shí)現(xiàn)了一部分常用的接口
string (const char* s)
namespace cxy
{
class string
{
public:
string(const char*s = "")
{
if (s==nullptr)
return;
_size = strlen(s);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, s);
}
const char* c_str()
{
return _str;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
string (const string& str)
void swap (string& str)
namespace cxy
{
class string
{
public:
void swap(string& str)
{
//下面的swap會(huì)調(diào)用庫(kù)里面的接口
::swap(_size, str._size);
::swap(_capacity, str._capacity);
::swap(_str, str._str);
}
string(const char*s = "")
{
if (s==nullptr)
return;
_size = strlen(s);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, s);
}
string(const string& str)
:_str(nullptr), _size(0), _capacity(0)
{
string tmp(str._str);
swap(tmp);
}
char* c_str()
{
return _str;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
2.2 string類對(duì)象的容量操作+模擬實(shí)現(xiàn)
代碼演示：
int main()
{
string s1("hello world");
cout <<"s1.size(): " <<s1.size() << endl;
cout <<"s1.length(): "<< s1.length() << endl;
cout <<"s1.capacity(): "<<s1.capacity() << endl;
cout <<"s1:"<< s1 << endl;
cout << endl;
s1.clear();
cout <<"s1:"<< s1 << endl;
cout << "s1.size(): " << s1.size() << endl;
cout << "s1.capacity(): " << s1.capacity() << endl;
cout << endl;
s1 = "hello world";
cout << "s1:" << s1 << endl;
cout << "s1.size(): " << s1.size() << endl;
cout << "s1.capacity(): " << s1.capacity() << endl;
s1.resize(17,'x');
//當(dāng)n>capacity,則擴(kuò)容，并且把0~27上位置的空余位置填充‘字符'
cout << "s1:" << s1 << endl;
cout << "s1.size(): " << s1.size() << endl;
cout << "s1.capacity(): " << s1.capacity() << endl;
s1.resize(27, 'x');
//當(dāng)size<n<capacity,則把0~27上位置的空余位置填充‘字符'
cout << "s1:" << s1 << endl;
cout << "s1.size(): " << s1.size() << endl;
cout << "s1.capacity(): " << s1.capacity() << endl;
s1.resize(5, 'x');
//當(dāng)n<size,則只保留n個(gè)‘字符',空間大小不變
cout << "s1:" << s1 << endl;
cout << "s1.size(): " << s1.size() << endl;
cout << "s1.capacity(): " << s1.capacity() << endl;
cout << endl;
string s2("hello world");
s2.reserve(5);
//當(dāng)n<=capacity時(shí)，空間大小不變，且不改變數(shù)據(jù)內(nèi)容
cout << "s2:" << s2 << endl;
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << endl;
s2.reserve(100);
//當(dāng)n>capacity時(shí)，空間會(huì)增大
cout << "s2:" << s2 << endl;
cout << "s2.size(): " << s2.size() << endl;
cout << "s2.capacity(): " << s2.capacity() << endl;
}
運(yùn)行結(jié)果：
得知：
reserve和resize的區(qū)別：reserve不會(huì)影響內(nèi)容，resize會(huì)影響內(nèi)容。
模擬實(shí)現(xiàn)
size_t size() const
返回字符串的有效長(zhǎng)度
namespace cxy
{
class string
{
public:
size_t size()const
{
return _size;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
size_t capacity() const
返回空間的大小
namespace cxy
{
class string
{
public:
size_t capacity()const
{
return _capacity;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
bool empty() const
檢測(cè)字符串釋放為空串，是返回true，否則返回false
namespace cxy
{
class string
{
public:
bool empty()const
{
return _str == 0;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
void clear()
清空有效字符 ，不會(huì)改變?nèi)萘?/code>
namespace cxy
{
class string
{
public:
void clear()
{
_size = 0;
_str[_size] = '\0';
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
void reserve (size_t n = 0)
請(qǐng)求改變?nèi)萘?，此功能對(duì)字符串長(zhǎng)度沒(méi)有影響，無(wú)法改變其內(nèi)容
如果 n 大于當(dāng)前字符串容量，則該函數(shù)會(huì)導(dǎo)致容器將其容量增加到 n 字符（或更大）
n小于當(dāng)前字符串容量時(shí)，不會(huì)發(fā)生改變
namespace cxy
{
class string
{
public:
void reserve(size_t n=0)
{
if (n > _capacity)
{
char *tmp = new char[n + 1];
strncpy(tmp,_str,_size+1);
delete[]_str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
補(bǔ)充：strncpy是C語(yǔ)言中的函數(shù)
char * strncpy ( char * destination, const char * source, size_t num )
功能：
- 將source中的字符串復(fù)制到destination中，且復(fù)制num個(gè)字符個(gè)數(shù)，如果在沒(méi)有復(fù)制完num個(gè)字符之前，找到了source的末尾，則目標(biāo)填充零，直到向其編寫了總共num字符。
- 如果來(lái)source中的字符有效長(zhǎng)度大于數(shù)字，則目的地末尾不會(huì)隱含任何空字符（'\0'）。
- 因此，在這種情況下，目的地不應(yīng)被視為無(wú)效終止的 C 字符串（因此讀取它將溢出，所以這種時(shí)候記得要在末尾添加'\0'）。
void resize (size_t n, char c)
void resize (size_t n)
將有效字符的個(gè)數(shù)該成n個(gè)，多出的空間用字符c填充
- 將字符串大小重新變?yōu)閚字符的長(zhǎng)度。
- 如果 n 小于當(dāng)前字符串長(zhǎng)度，則當(dāng)前值將縮短為其第一個(gè) n 字符，從而刪除 n 之外的字符。
- 如果 n 大于當(dāng)前字符串長(zhǎng)度，則通過(guò)在末尾插入盡可能多的字符c以達(dá)到 n 的大小來(lái)擴(kuò)展當(dāng)前內(nèi)容。
- 如果指定c，則新元素初始化為c的副本，否則，它們是值初始化字符（空字符）。
namespace cxy
{
class string
{
public:
void resize(size_t n,char c='\0')
{
if (n<_size)
{
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
else
{
if (n > _capacity)
{
reserve(n);
}
memset(_str + _size, c, n - _size);
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
補(bǔ)充：memset是C語(yǔ)言中的函數(shù)
void * memset ( void * ptr, int value, size_t num )
功能：
- 將value傳到prt中，以第一個(gè)位置開(kāi)始傳，傳num個(gè)，傳完為止。
總結(jié)
- size()與length()方法底層實(shí)現(xiàn)原理完全相同，引入size()的原因是為了與其他容器的接口保持一致，一般情況下基本都是用size()。
- clear()只是將string中有效字符清空，
不改變底層空間大小。 - resize(size_t n) 與 resize(size_t n, char c)都是將字符串中有效字符個(gè)數(shù)改變到n個(gè)，不同的是當(dāng)字符個(gè)數(shù)增多時(shí)：resize(n)用0來(lái)填充多出的元素空間，resize(size_t n, char c)用字符c來(lái)填充多出的元素空間。
注意：resize在改變?cè)貍€(gè)數(shù)時(shí)，如果是將元素個(gè)數(shù)增多，可能會(huì)改變底層容量的大 - reserve(size_t res_arg=0)：為string預(yù)留空間，不改變有效元素個(gè)數(shù)，當(dāng)
reserve的參數(shù)小于string的底層空間總大小時(shí)，reserver不會(huì)改變?nèi)萘看笮 ?/code>
2.3 string類對(duì)象的訪問(wèn)及遍歷操作+模擬實(shí)現(xiàn)
代碼演示：
int main()
{
string s("hello world");
cout << "operator[] :";
for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
cout << s[i] ;
cout << endl;
//迭代器
string::iterator it = s.begin();
cout << "iterator :";
while (it != s.end())
{
cout << *it ;
++it;
}
cout << endl;
//范圍for
cout << "范圍for :";
for (auto ch : s)
{
cout << ch ;
}
cout << endl;
}
模擬實(shí)現(xiàn)
const char& operator[] (size_t pos) const
namespace cxy
{
class string
{
public:
const char& operator[](size_t pos)const
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
iterator begin() iterator end()
namespace cxy
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str+_size;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
C++11：范圍for
在這里不實(shí)現(xiàn)，知道怎么用就行
2.4 string類對(duì)象的修改操作+模擬實(shí)現(xiàn)
代碼演示：
int main()
{
string s("hello world");
s.push_back('K');
cout << s << endl;
s.append("SSSSS");
cout << s << endl;
s += "FF";
cout << s << endl;
cout << s.find("KSS") << endl;
s.erase(11, 8);
cout << s << endl;
}
運(yùn)行結(jié)果：
模擬實(shí)現(xiàn)：只實(shí)現(xiàn)了一些常用的接口
void push_back (char c)
在字符串后面插入字符c
namespace cxy
{
class string
{
public:
void push_back(char c)
{
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity * 2);
}
_str[_size] = c;
_str[_size+1] = '\0';
_size++;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
string& append (const char*s)
在字符串后面追加字符串s
namespace cxy
{
class string
{
public:
string &append(const char*s)
{
size_t len = strlen(s)+_size;
if (len > _capacity)
{
reserve(len);
}
strncpy(_str + _size, s, len - _size+1);
_size = len;
return *this;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
string& operator+= (const char* s)
在字符串后面追加字符串s
namespace cxy
{
class string
{
public:
string& operator+=(const char*s)
{
append(s);
return *this;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
const char* c_str() const
返回c格式的字符串
namespace cxy
{
class string
{
public:
const char* c_str()const
{
return _str;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const
從字符串pos位置開(kāi)始往后找字符串s，返回該字符串s在字符串中的位置
namespace cxy
{
class string
{
public:
size_t find(const char*s,size_t pos=0)const
{
char *str = _str+pos;
while (*str)
{
char* str_s = str;
const char* tmp = s;
while (*str_s&&*tmp==*str_s)
{
tmp++;
str_s++;
}
if (*tmp=='\0')
return str - _str;
else
str++;
}
return -1;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
string& erase (size_t pos = 0, size_t len = npos)
擦除字符串的一部分，減少其長(zhǎng)度
static const size_t npos = 0;
namespace cxy
{
class string
{
public:
string &erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{
assert(pos < _size);
if (len+pos >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
return *this;
}
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
}
2.5 string類非成員函數(shù)+模擬實(shí)現(xiàn)
模擬實(shí)現(xiàn)
istream& operator>> (istream& is, string& str)
namespace cxy
{
class string
{
public:
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
istream& operator >> (istream& is, string& str)
{
str.clear();
char ch;
ch = is.get();
while (ch != ' '&&ch != '\0')
{
str += ch;
ch = is.get();
}
return is;
}
}
說(shuō)明一下：這個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)放在全局，是因?yàn)樗膇s要和對(duì)象str搶第一個(gè)位置,如果放在string類里面實(shí)現(xiàn)，那么第一個(gè)位置是this指針，也就是str對(duì)象，在用這個(gè)函數(shù)的時(shí)候就會(huì)很變扭。
ostream& operator<< (ostream& os, const string& str);
namespace cxy
{
class string
{
public:
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
ostream& operator<< (ostream& os, string& str)
{
for (auto ch:str)
{
os << ch;
}
return os;
}
}
istream& getline (istream& is, string& str)
獲取一行字符串
namespace cxy
{
class string
{
public:
private:
size_t _size;
size_t _capacity;
char* _str;
};
istream&getline(istream&is ,string&s)
{
s.clear();
char ch;
ch = is.get();
while (ch != '\0')
{
s += ch;
ch = is.get();
}
return is;
}
}
到此這篇關(guān)于 關(guān)于C++STL string類的介紹及模擬實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++STL string類介紹及模擬實(shí)現(xiàn)內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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