【C++】string类 _模拟实现 _源码[复习专用]

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2024-04-01 13:29 4阅读 0赞

#include <iostream>
    #include <string>
    #include <assert.h>
    #include <string.h>
    using namespace std;
    
    namespace zwx
    {
    	class string
    	{
    	public:
    		//string迭代器就是指针
    		typedef char* iterator;
    		iterator begin()
    		{
    			return _str;
    		}
    		iterator end()
    		{
    			return _str + _size;
    		}
    
    		typedef const char* const_iterator;//*在const之后，表示char*指向的内容不可修改
    		const_iterator begin() const  //只能读，不能写
    		{
    			return _str;
    		}
    		const_iterator end() const
    		{
    			return _str + _size;
    		}
    
    		//构造函数
    		string(const char* str = "")
    		{
    			_size = strlen(str);
    			_capacity = _size;
    			_str = new char[_capacity + 1];
    
    			strcpy(_str, str);
    		}
    
    		// //传统写法 拷贝构造
    		//string(const string& s)
    		//	:_str(new char[s._capacity+1])
    		//	, _size(s._size)
    		//	, _capacity(s._capacity)
    		//{
    		//	strcpy(_str, s._str);
    		//}
            operator=
    		//string& operator=(const string& s)
    		//{
    		//	if (this != &s)
    		//	{
    		//		char* tmp = new char[s._capacity + 1];
    		//		strcpy(tmp, s._str);
    		//		delete[] _str;
    		//		_str = tmp;
    		//		_size = s._size;
    		//		_capacity = s._capacity;
    		//	}
    		//	return *this;
    		//}
    
    		//现代写法 
    		void swap(string& tmp)
    		{
    			::swap(_str, tmp._str);//::调用全局std中的swap
    			::swap(_size, tmp._size);
    			::swap(_capacity, tmp._capacity);
    		}//全局中的swap函数会调用拷贝构造(自定义类型)，string中的swap只进行成员变量的交换
    
    		string(const string& s)
    			:_str(nullptr)//可以delete nullptr，但是不能delete野指针
    			, _size(0)
    			, _capacity(0)
    		{
    			string tmp(s._str);//调用构造函数
    			swap(tmp); //this->swap(tmp);
    		}
    
    		string& operator=(string s)//s顶替tmp做打工人
    		{
    			swap(s);
    			return *this;
    		}
    
    		~string()
    		{
    			delete[] _str;//可以delete nullptr，不能delete一个随机的空间
    			_str = nullptr;
    			_size = _capacity = 0;
    		}
    
    		const char* c_str() const
    		{
    			return _str;
    		}
    
    		size_t size() const//返回的是一个内置类型的数字
    		{
    			return _size;
    		}
    
    		size_t capacity() const
    		{
    			return _capacity;
    		}
    
    		const char& operator[](size_t pos) const
    		{
    			assert(pos < _size);
    			return _str[pos];
    		}
    
    		char& operator[](size_t pos)//可以修改
    		{
    			assert(pos < _size);
    			return _str[pos];
    		}
    
    		void reserve(size_t n)
    		{
    			if (n > _capacity)
    			{
    				char* tmp = new char[n + 1];
    				strcpy(tmp, _str);
    				delete[] _str;
    				_str = tmp;
    				_capacity = n;
    			}
    		}
    
    		void resize(size_t n, char ch = '\0')
    		{
    			if (n > _size)
    			{
    				// 插入数据
    				reserve(n);
    				for (size_t i = _size; i < n; ++i)
    				{
    					_str[i] = ch;
    				}
    				_str[n] = '\0';
    				_size = n;
    			}
    			else
    			{
    				// 删除数据
    				_str[n] = '\0';
    				_size = n;
    			}
    		}
    
    		void push_back(char ch)
    		{
    			 //满了就扩容
    			if (_size == _capacity)
    			{
    				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
    			}
    			_str[_size] = ch;
    			++_size;
    			_str[_size] = '\0';
    		}
    
    		void append(const char* str)
    		{
    			size_t len = strlen(str);
    			// 满了就扩容
    			if (_size + len > _capacity)
    			{
    				reserve(_size+len);//容量刚好够用
    			}
    			strcpy(_str + _size, str);
    			//strcat(_str, str); 需要找\0，效率低
    			_size += len;
    		}
    
    		string& operator+=(char ch)
    		{
    			push_back(ch);
    			return *this;
    		}
    
    		string& operator+=(const char* str)
    		{
    			append(str);
    			return *this;
    		}
    
    		string& insert(size_t pos, char ch)
    		{
    			assert(pos <= _size);//pos前面插入
    			if (_size == _capacity)
    			{
    				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
    			}
    			size_t end = _size + 1;
    			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)
    			{
    				reserve(_size + len);
    			}
    
    			size_t end = _size + len;
    			while (end >= pos + len)
    			{
    				_str[end] = _str[end - len];
    				--end;
    			}
    
    			strncpy(_str + pos, str, len);
    			_size += len;
    
    			return *this;
    		}
    
    		void erase(size_t pos, size_t len = npos)
    		{
    			assert(pos < _size);
    
    			if (len == npos || pos + len >= _size)
    			{
    				_str[pos] = '\0';
    				_size = pos;
    			}
    			else
    			{
    				strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
    				_size -= len;
    			}
    		}
    
    		void clear()
    		{
    			_str[0] = '\0';
    			_size = 0;//capacity不需要改变
    		}
    
    		size_t find(char ch, size_t pos = 0) const
    		{
    			assert(pos < _size);
    
    			for (size_t i = pos; i < _size; ++i)
    			{
    				if (ch == _str[i])
    				{
    					return i;
    				}
    			}
    
    			return npos;
    		}
    
    		size_t find(const char* sub, size_t pos = 0) const
    		{
    			assert(sub);
    			assert(pos < _size);
    			const char* ptr = strstr(_str + pos, sub);
    			if (ptr == nullptr)
    			{
    				return npos;
    			}
    			else
    			{
    				return ptr - _str;
    			}
    		}
    
    		string substr(size_t pos, size_t len = npos) const
    		{
    			assert(pos < _size);
    			size_t realLen = len;
    			if (len == npos || pos + len > _size)
    			{
    				realLen = _size - pos;
    			}
    			string sub;
    			for (size_t i = 0; i < realLen; ++i)
    			{
    				sub += _str[pos + i];
    			}
    			return sub;
    		}
    
    		bool operator>(const string& s) const
    		{
    			return strcmp(_str, s._str) > 0;
    		}
    
    		bool operator==(const string& s) const
    		{
    			return strcmp(_str, s._str) == 0;
    		}
    
    		bool operator>=(const string& s) const
    		{
    			return *this > s || *this == s;
    		}
    
    		bool operator<=(const string& s) const
    		{
    			return !(*this > s);
    		}
    
    		bool operator<(const string& s) const
    		{
    			return !(*this >= s);
    		}
    
    		bool operator!=(const string& s) const
    		{
    			return !(*this == s);
    		}
    	private:
    		char* _str;//指向字符串所在的空间
    		size_t _size; //声明顺序为定义和初始化顺序
    		size_t _capacity;//存储有效字符串的个数(不包括字符 '\0')
    
    	public:
    		// const static 语法特殊处理 --直接可以当成定义初始化
    		const static size_t npos = -1;
    	};
    
    
    	//没有访问类中的私有，不需要实现友元 
    	//返回ostream& 实现连续插入
    	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();//与std库中的string一致
    		char ch;
    		ch = in.get();// 从输入流中提取字符
    		const size_t N = 32;
    		char buff[N];
    		size_t i = 0;
    		while (ch != ' ' && ch != '\n')
    		{
    			buff[i++] = ch;//避免每次都+=到s中 防止频繁的扩容
    			if (i == N - 1)
    			{
    				buff[i] = '\0';
    				s += buff;
    				i = 0;
    			}
    			ch = in.get();
    		}
    		buff[i] = '\0';
    		s += buff;
    		return in;
    	}
    }