【C++】STL之string

提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

本文将介绍如何实现string,从而提高对string类的理解

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string类的内部

成员变量：

1. 字符数组指针 - _str
2. 大小 - _size
3. 容量 - capacity
4. 静态成员变量 npos
   

string的模拟实现

六个默认成员函数

构造函数

string(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
			, _capacity(_size)
			, _str(new char[_capacity+1])
		{
			memcpy(_str, str, _size + 1);
		}
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注意点:

1. 未赋值的string，其实里面有\0 , 因此const char* str = ""
2. 注意初始化列表的规则, 声明顺序对应初始化顺序
3. 拷贝采用memset而不是strcpy，因为string里面的str中间可以有\0
   拷贝构造

string(const string& str)
		{
			_size = str._size;
			_capacity = str._capacity;
			_str = new char[_capacity];
			memcpy(_str, str._str, str._size + 1);
		}
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析构函数

~string()
		{
			delete[] _str;
			_str = nullptr;
			_size = 0;
			_capacity = 0;
		}
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赋值运算符重载

void swap(string& tmp)
		{
			std::swap(_str, tmp._str);
			std::swap(_size, tmp._size);
			std::swap(_capacity, tmp._capacity);
		}
		string& operator=(const string& str)
 		{
			if (this != &str)
			{
				string tmp(str);
				this->swap(tmp);
			}
			return *this;
		}
		//更简短的写法
		string& operator=(string tmp)
		{
			swap(tmp);
		}
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iterator

string的迭代器是字符指针
typedef char* iterator
typedef const char* const_iterator

begin() - 字符数组的地址

iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		const_iterator begin() const
		{
			return _str;
		}

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end() - 字符数组地址 + size 即 ‘\0’

iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _str + _size;
		}
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capacity

reserve
注意：
windows : 不能比原来的容量低
linux: 除非多余的空间无数据， 否则不能比size低

		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				char* tmp = new char[n + 1];
				memcpy(tmp, _str, _size + 1);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_capacity = n;
			}
		}
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resize
注意：
window: 任意
linux:

		void resize(size_t n, char c = '\0')
		{
			if (n > _size)
			{
				if (n >= _capacity)
				{
					reserve(n + 4);
				}
				for (size_t i = 0; i < n; i++)
				{
					_str[i + _size] = c;
				}
				_size = n;
				_str[n] = '\0';
			}
			else
			{
				_size = n;
				_str[_size] = '\0';
			}
		}
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modify

operator+=

		string& operator+=(char c)
		{
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
			}
			_str[_size] = c;
			++_size;
			_str[_size] = '\0';
			return *this;
		}
		string& operator+=(const char* str)
		{
			size_t len = strlen(str);
			if (_size + len >= _capacity)
			{
				reserve(_size + len);
			}
			memcpy(_str + _size, str, len + 1);
			_size += len;
			return *this;
		}
		
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注意：+=是需要返回本身

insert

		string& insert(size_t pos, size_t n, char c)
		{
			assert(pos <= _size);
			if (_size + n > _capacity)
			{
				reserve(_size + n);
			}
			//后移
			size_t end = _size;
			while (end >= pos && end != npos)
			{
				_str[end + n] = _str[end];
				--end;
			}
			for (size_t i = 0; i < n; i++)
			{
				_str[pos + i] = c;
			}
			_size += n;
			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);
			}
			//后移
			size_t end = _size;
			while (end >= pos && end != npos)
			{
				_str[end + len] = _str[end];
				--end;
			}
			for (size_t i = 0; i < len; i++)
			{
				_str[pos + i] = str[i];
			}
			_size += len;
			return *this;
		}
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注意：出现负数与无符号数的冲突
size_t end = _size; while (end >= pos && end != npos)
当pos = 0时，end会出现为-1的情况，但end为无符号数，因此end = max_size_t死循环

1. 强转 - end >=(int)pos
2. npos - size_t npos = -1, while(end >= pos && end != npos

element access

operator【】

//access
		char& operator[](size_t pos) 
		{
			assert(pos <= _size);
			return _str[pos];
		}
		const char& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos <= _size);
			return _str[pos];
		}
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有个典型错误：
reserve()之后， 直接访问。因为operator【】是看size

String operations

c_str

		const char* c_str() const
		{
			return _str;
		}
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find

		size_t find(char c, size_t pos = 0)
		{
			assert(pos < _size);
			for (size_t i = pos; i < _size; i++)
			{
				if (_str[i] == c)
				{
					return i;
				}
			}
			return npos;
		}
		size_t find(const char* str, size_t pos = 0)
		{
			assert(pos < _size);
			const char* ptr = strstr(_str, str);
			if (ptr) return ptr - _str;
			else return npos;
		}
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substr

		string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const
		{
			assert(pos < _size);
			size_t n = len;
			if (len == npos || pos + len >= _size)
			{
				n = _size - pos;
			}
			string tmp;
			tmp.reserve(n);
			tmp._size = n;
			tmp[n] = '\0';
			memcpy(tmp._str, _str + pos, n);
			return tmp;
		}
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Non-member function overloads

operator<<
标准：

1. string的打印规则与字符串不一样，而是以size为终结

	std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const sfw::string& str)
	{
		for (auto it : str)
		{
			out << it;
		}
		return out;
	}
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operator>>
标准：

1. 过滤前面的空格和换行
   注意：
2. 流提取不会提取 ' ' 和 \n ， 因此需使用输入流的成员函数get(),
3. 每次提取会对原来进行覆盖

	std::istream& operator>>(std::istream& in, sfw::string& str)
	{
		str.clear();
		//清除缓冲区
		char c = in.get();
		while(!(c != '\n' && c != ' '))
		{
			c = in.get();
		}
		//读取，分批次读取
		char bag[128];
		int i = 0;
		while (c != '\n' && c != ' ')
		{
			bag[i++] = c;
			if (i == 127)
			{
				bag[i] = '\0';
				str += bag;
				i = 0;
			}
			c = in.get();
		}
		if (i)
		{
			bag[i] = '\0';
			str += bag;
		}
		return in;
	}
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relation operator
注意:
对于比较 ： 只用写出 == 以及 >(<)， 其余根据逻辑关系调用就可以了

//operator==
bool operator==(const string& str) const
		{
			if (_size != str._size) return false;
			size_t i = 0;
			while (i < _size)
			{
				if (_str[i] != str._str[i]) return false;
				i++;
			}
			return true;
		}
//operator>
bool operator>(const string& str) const
		{
			size_t sz = min(str._size, _size);
			for (size_t i = 0; i < sz; i++)
			{
				if (_str[i] > str._str[i]) return true;
			}
			return _size > str._size;
		}
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