模拟实现string

第一部分：构造，析构，拷贝构造，赋值重载，打印函数这几个大头写出来先

string类框架

namespace xxx
{
class string
{
public:
//
//

private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
   const static size_t npos = -1;//c++允许const static整数可以定义在类里-但只有几个特定的整数可以这样
};
}
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构造函数

	//构造函数
		string(const char* str = "")//给缺省值
        //  :_size(strlen(str))
		//	,_capacity(strlen(str))
		//这里不用初始化列表，这里要一个个strlen赋值比较麻烦
        {
			_size = strlen(str);//_size为有效字符的长度
			_capacity = _size;//capacity初始化都为有效字符的长度
			_str = new char[_capacity + 1];//留一个字符给'\0'
			strcpy(_str, str);//拷贝过去
		}
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析构函数

	//析构函数
		~string()
		{
			delete[] _str;
			_str = nullptr;
			_size = _capacity = 0;
		}
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拷贝构造

		//拷贝构造-深拷贝噢
		string(const string& s)//传引用
		{
			_str = new char[s._capacity + 1];//留一个字符给斜杠0
			strcpy(_str, s._str);//_str拷贝
			_size = s._capacity;
			_capacity = s._capacity;
		}
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赋值重载

	//赋值重载
		string& operator=(const string& s)//传引用
		{
			if (this != &s)
			{
				char* tmp = new char[s._capacity + 1];//开新空间
				strcpy(tmp, s._str);//拷贝
				delete[]_str;//删除_str的就空间
				_str = tmp;//指向新空间
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;
			}
			return *this;
		}
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对于【为什么要开一块新空间然后还要把之前的旧空间释放掉】有疑惑的朋友可以来看这篇
https://blog.csdn.net/m0_71841506/article/details/127291467/

通过c_str打印

	//返回一个指向正规C字符串的指针常量, 内容与本string串相同
		const char* c_str()const
		{
		return 	_str;
		}
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size和capacity

	size_t size()const
		{
			return _size;
		}
		// capacity
		size_t capacity()const
		{
			return _capacity;
		}
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基本上写到这就能输出hello world拉！

第二部分：各类功能和升级

迭代器iterator

	typedef char* iterator;
		iterator begin()
		{
			return _str;//返回第一个指针位置
		}
		iterator end()
		{
			return _str + _size;//返回最后一个有效字符的下一个位置
		}
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实现iterator之后我们可以这样玩

还能用范围for

但是我们把iterator实现的部分注释掉的话，范围for就用不了了；又或者说把iterator begin()改为iterator Begin()我们会发现iterator打印还能用，但范围for也用不了了；这说明范围for底层与iterator实现有关！至于为啥嘛。。。知道的可以在评论区留言~

方括号重载

char &operator[](int pos)const//方括号重载
		{
			return _str[pos];
		}
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重载之后我们就能用数组【】访问

push_back追加字符

		void push_back(char ch)//尾插字符
		{
			if (_size == _capacity)//扩容
			{
				size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;
				reserve(newcapacity);
			}
			_str[_size] = ch;//在末尾追加字符ch
			_size++;
			_str[_size] = '\0';//加上\0
	}
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operator+=追加字符运算符重载

	string& operator+=(char ch)//追加字符重载
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}
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append追加字符串

	//后面追加追加字符串
		void append(const char* str)
		{
			size_t len = strlen(str);//记录str有效字符串长度
			if (_size + len > _capacity)//直接扩容
			{
				reserve(_size + len);
		}
			strcpy(_str + _size, str);//strcpy把str连同\0一起拷贝过来了，所以不需要考虑\0
			_size += len;	
		}
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operator+=追加字符串运算符重载

	string& operator+=(const char* str)//追加字符串重载
		{
			append(str);
			return *this;
		}
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clear清除字符串内有效字符

	void clear()//清除所有有效字符
		{
			_str[_size] = '\0';
			_size = 0;
		}
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流插入<<

	ostream& operator<<(ostream& out, const string&s )//流插入
	{
		for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
		{
			out << s[i];
			
		}
		return out;
	}
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流提取>>

流提取是当遇到空格或者换行则截断提取，那么我们要按照这个底层来实现它

	istream& operator>>(istream& in, string& s)//流提取
	{
		s.clear();//如果流提取之前s里面有字符，则要清除
		char buff[128] = { '\0' };//开一块空间做中转站
		size_t i = 0;
		char ch= in.get();//用ch一个个接收s的字符
		while (ch != ' ' && ch != '\n')//当ch接收到换行或者空格则停止
		{
			if (i == 127)
			{
				//满了-buff尾接给s
				s += buff;
				i = 0;
			}
			//没满ch继续接收
			buff[i++] = ch;
			ch = in.get();
		}
		if (i>0)//如果没满则buff没有尾插到s后面；又或者buff满过的部分尾接给了s，但剩下的部分没有尾接给s
		{
			buff[i] = '\0';//要携带\0 !
			s += buff;
}
		return in;
	}
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那么我们就能用流插入打印，流提取我们输入的内容拉

insert

size_t和int类型同时在操作符两边，会造成整形提升-小的往大的提升（int->size_t）；那么int也转变为无符号数，则没有负数，比较大小会出错，会进入死循环;

insert插入字符

在pos位置插入字符ch

string& insert(size_t pos, char ch)//插入字符-
		{
			assert(pos <=_size);

			if (_size == _capacity)//扩容
			{
				size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity;
				reserve(newcapacity);
			}
			//挪动数据
			//size_t end = _size+1;//(size_t)无符号版
			//while (end>pos)
			//{
			//	_str[end] = _str[end-1];
			//	end--;
			//}
			//(int)有符号版
			int end = _size-1;
			while (end >=(int) pos)
			{
				_str[end + 1] = _str[end];
				end--;
			}
			//插入字符
			_str[pos] = ch;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';
			return *this;
		}
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insert插入字符串

在pos位置插入len长的字符串

string& insert(size_t pos, const char* str)//插入字符串
		{
			//扩容
			size_t len = strlen(str);//记录要插入字符串的长度
			if (_size + len > _capacity)
			{
				reserve(_size + len);
			}
			
			//挪动数据
			//(size_t)无符号版
			//size_t end = _size+1;//+1把\0也挪到_str[_szie+len-1]的位置上
			//while (end > pos)
			//{
			//	_str[end + len-1] = _str[end-1];
			//	end--;
			//}
			//有(int)符号版
			int end = _size;//把\0也挪到_str[_size+len]位置上
			while (end >= (int)pos)
			{
				_str[end + len] = _str[end];
				--end;
			}
			//插入字符串
			strncpy(_str + pos, str, len);
			_size += len;
			return *this;
		}
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erase 删除

从pos位置往后删除len个字符，不给len则按缺省值npos删除（全删完）

string& erase(size_t pos, size_t len = npos)
		{
			assert(pos < _size);

			if (len == npos || len >= _size - pos)
                //如果len长度大于pos之后的有效字符串长度，那么也在pos位置\0
            {
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
				_size -= len;
			}

			return *this;
		}
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find

find寻找字符

	size_t find(char ch, size_t pos=0)//寻找字符-给缺省值从0开始找
		{
			assert(pos < _size);
			while (pos<_size)
			{
				if (_str[pos] == ch)
				{
					return pos;//，返回下标
				}
					++pos;
			}
			return npos;//没找到返回npos
		}
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find寻找字符串

	size_t find(const char* s, size_t pos = 0)//寻找字符串-给缺省值从0开始找
		{
			assert(pos < _size);
			const char* ptr = strstr(_str, s);//strstr在字符串里面寻找字串-找到返回指针-没找到返回空
			if (ptr == nullptr)
			{
				return npos;//没找到
			}
			else
			{
				return ptr - _str;//指针相减得指针之间字符串数量-即为pos的位置
			}
		}
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高级版本的拷贝构造和赋值重载

拷贝构造

我们要用s1来拷贝构造s2，那么我们可以先用s1来构造tmp；然后在让指向tmp的指针和指向s2的指针交换指向；那么s2也完成了对s1内容的深拷贝；（这里要注意：要给原本是野指针的s2一个初始化空指针，交换后保证后续tmp析构时不越界析构其他空间【析构函数遇到空指针不析构】

	//拷贝构造-现代写法
		//s2(s1)
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)//要初始化给个空指针，不然是野指针，tmp析构的时候会越界空间析构报错
			,_size(0)
			,_capacity(0)
		{
			string tmp(s._str);//用s构造tmp
			swap(_str,tmp._str);
			swap(_size, tmp._size);
			swap(_capacity, tmp._capacity);
		}
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但是我们盯着上面的现代写法，一共是交换了_str, _szie, _capacity一共三次深拷贝。那么能不能再简化呢？

我们通过查表格知道std库里的swap是先把对象实例化再交换；那么在这里是要进行三次深拷贝，深拷贝要开空间然后赋值。。。可见这样做代价非常大！

而string库里的swap是直接把两个string的指针交换这样代价相对小拉！

所以我们可以写一个swap函数

string里的swap

void swap(string& s)
		{
		    std::swap(_str, s._str);
			std::swap(_size, s._size);
			std::swap(_capacity, s._capacity);
		}
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那么简化后的版本是这样的：

//拷贝构造-现代写法-简化后
		//s2(s1)
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)//要初始化给个空指针，不然是野指针，tmp析构的时候会越界空间析构报错
			,_size(0)
			,_capacity(0)
		{
			string tmp(s._str);//用s构造tmp
			//this->swap(tmp);this可以不写
			swap(tmp);
		}
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赋值重载

//赋值重载-现代写法
		string& operator=( const string& s)//传引用
		{
			if (this != &s)
			{
				string tmp(s);//s构造tmp
				swap(tmp);//交换this和tmp指针
			}
			return *this;
		}
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简化后版本

string& operator=(string& s)//传引用
		{
			if (this != &s)
			{
				swap(s);//不需要tmp做中间人直接交换
			
			}
			return *this;
		}
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关于string类的模拟实现的总结就到这里拉，看到这里的观众老爷们不妨点赞收藏起来看吧~~~