【编程】C++入门：实现string类及各种接口
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内容图文
实现string类及各种接口
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
class String
{
public:
// 无参构造函数
String()
// 15 表示初始化的有效数据的个数
// 15+1 表示还需存放一个'\0'
:_str(new char[16])
, _size(0)
, _capacity(0)
{
_str[_size] = '\0';
_capacity = 15;
}
// 有参构造函数
String(const char* str)
{
_size = strlen(str);
// 预留位置存放'\0'
// 在堆上开辟空间
_str = new char[_size + 1];
// '\0'利用strcpy也直接拷贝过来
strcpy(_str, str);
_capacity = _size;
}
/*
这种方法不正确
如果一个字符串是常量字符串
则在析构函数清理资源的时候
会delete代码段的空间，导致代码异常
delete只能释放堆上的空间
String(char* str)
:_str(str)
,_size(strlen(str))
,_capacity(strlen(str))
{}
*/
// c_str() 返回字符串的首地址
const char* c_str() const
{
return _str;
}
// 拷贝构造函数——深拷贝
String(const String& str)
:_str(new char[str._capacity + 1])
, _size(str._size)
, _capacity(str._capacity)
{
strcpy(_str, str._str);
}
// 拷贝构造函数——深拷贝
// 现代写法
// 优点：利用构造函数代码复用
/*
String(const String& str)
// 如果不初始化_str，在析构函数清理空间会出现问题
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
// 调用构造函数
String tmp(str._str);
Swap(tmp);
}
void Swap(String& str)
{
swap(_str, str._str);
swap(_size, str._size);
swap(_capacity, str._capacity);
}
*/
// 赋值运算符=重载
String& operator=(const String& str)
{
if (this != &str)
{
// 开空间
char* tmp = new char[str._capacity + 1];
// 内容拷贝
strcpy(tmp, str._str);
// 释放原有空间
delete[] _str;
_str = tmp;
_size = str._size;
_capacity = str._capacity;
}
return *this;
}
// 现代写法，代码复用
/*
String& operator=(String str)
{
// 不能规避自己对自己赋值
// 形参传参调用拷贝构造函数，开好空间，拷好内容
Swap(str);
return *this;
}
String& operator=(const String& str)
{
String tmp(str);
Swap(tmp);
return *this;
}
*/
// 尾插操作
void pushBack(const char& ch)
{
// 检查容量
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 15 : 2 * _capacity;
// 增容操作
reserve(newcapacity);
}
// 尾插
_str[_size] = ch;
// 更新参数
_size++;
// 字符串末尾还有一个\0
_str[_size] = '\0';
}
void reserve(size_t newcapacity)
{
if (newcapacity > _capacity)
{
// 开空间
char* tmp = new char[newcapacity + 1];
// 拷贝数据
strcpy(tmp, _str);
// 释放原有空间
delete[] _str;
_str = tmp;
// 更新容量
_capacity = newcapacity;
}
}
// 迭代器：一种访问容器元素的机制，体现封装的特性
// 不需要关注容器的实现细节，就可以直接访问(可读可写)元素
// 使用方式：类似于指针的操作
// 1.解引用 ---> 获取指定位置的内容
// 2.位置移动 ---> 指向其他位置
// string迭代器：通过指针实现
// 实现迭代器后，就可以使用范围for
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
// 可读可写接口
iterator begin()
{
// 返回第一个元素的位置
return _str;
}
iterator end()
{
// 最后一个元素的下一个位置
return _str + _size;
}
// 可读不可写接口
const_iterator begin() const
{
// 返回第一个元素的位置
return _str;
}
const_iterator end() const
{
// 最后一个元素的下一个位置
return _str + _size;
}
// operator[]
// 可读可写接口
char& operator[](size_t pos)
{
if (pos < _size)
return _str[pos];
}
// 仅可读接口
const char& operator[](size_t pos) const
{
if (pos < _size)
return _str[pos];
}
// size()：返回有效个数
size_t size() const
{
return _size;
}
// append()
void Append(const char* str)
{
int len = strlen(str);
// 检查容量
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
// 尾插
strcpy(_str + _size, str);
// 修改参数
_size += len;
}
// operator+=( 字符 )
String& operator+=(const char& ch)
{
pushBack(ch);
return *this;
}
// operator+=( 字符串 )
String& operator+=(const char* str)
{
Append(str);
return *this;
}
// insert( 字符 )
void insert(size_t pos, const char& ch)
{
// 判断插入位置是否有效
if (pos > _size)
return;
// 判断容量
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 15 : 2 * _capacity;
reserve(newcapacity);
}
// 移动数据[pos,_size]：从后往前移动防止覆盖
// 不要忘记'\0'
size_t end = _size + 1;
while (end > pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
end--;
}
// 插入元素
_str[pos] = ch;
// 修改参数
_size++;
}
/*
错误代码：
void insert(size_t pos, const char& ch)
{
if (pos > _size)
return;
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 15 : 2 * _capacity;
reserve(newcapacity);
}
size_t end = _size;
// end>=pos：有可能出现越界访问
// end=0仍然会进入循环
// end--：导致end为负数
// 出现越界访问
while (end >= pos)
{
_str[end + 1] = _str[end];
end--;
}
_str[pos] = ch;
_size++;
}
*/
// insert( 字符串 )
void insert(size_t pos, const char* str)
{
if (pos > _size)
return;
int len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
size_t end = _size + len;
while (end > pos + len - 1)
{
_str[end] = _str[end - len];
--end;
}
// 不能使用strcpy，因为会把'\0'拷贝过去覆盖_str[pos+len]的值
for (int i = 0; i < len; i++)
{
_str[i + pos] = str[i];
}
_size += len;
}
// resize()
void resize(size_t n, const char& ch = '\0')
{
// 判断是否扩容
if (n > _capacity)
reserve(n);
// 判断是否放大size，初始化扩容后的数据
if (n > _size)
memset(_str + _size, ch, n - _size);
_size = n;
_str[_size] = '\0';
}
// popBack() 尾删
// 如果_size=0，进入erase中pos=-1(max值)
// 此时pos>_size，不会进入if循环，因此不会进行删除操作
void popBack()
{
erase(_size - 1, 1);
}
/*
void popBack()
{
if (_size > 0)
_str[--_size] = '\0';
}
*/
// erase() 删除字符串
void erase(size_t pos, size_t len)
{
if (pos < _size)
{
// 判断删除的长度是否大于等于从pos开始的所有的字符
if (pos + len >= _size)
{
_size = pos;
_str[_size] = '\0';
}
// 移动数据
else
{
// i<=_size 不用再次进行补'\0'操作
for (int i = pos + len; i <= _size; i++)
{
_str[pos++] = _str[i];
}
// 更新参数
_size -= len;
}
}
}
// find() 正向查找返回该字符串的第一次出现的首地址
size_t find(const char* str)
{
char* ptr = strstr(_str, str);
if (ptr)
// 两地址相减，得到相对于起始位置的偏移量
return ptr - _str;
else
return npos;
}
// 析构函数
~String()
{
if (_str)
{
delete[] _str;
_size = _capacity = 0;
_str = nullptr;
}
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
public:
// 静态成员遍历，须在类外初始化
static const size_t npos;
};
// 类外初始化完成
const size_t String::npos = -1;
// operator+()
String operator+(const String& s, const char& ch)
{
String tmp(s);
tmp += ch;
return tmp;
}
String operator+(const String& s, const char* str)
{
String tmp(s);
tmp += str;
return tmp;
}
String operator+(const String& s, const String& str)
{
String tmp(s);
tmp += str.c_str();
return tmp;
}
// 输出运算符<<重载
ostream& operator<<(ostream& cout, const String& str)
{
// 利用范围for来遍历整个数据
// 才能输出'\0'
for (const auto& ch : str)
{
cout << ch;
}
return cout;
}
/*
// 写法与标准库中的cout不一致，还要输出'\0'
ostream& operator<<(ostream& cout, const String& str)
{
cout << str.c_str() << endl;
return cout;
}
*/
// 打印字符串：只读
void printString(const String& str)
{
// 迭代器遍历
String::const_iterator it = str.begin();
while (it != str.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
// 迭代器遍历
void test1()
{
String s = "123";
String::iterator it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
// 修改数据
*it = 'a';
it++;
}
cout << endl;
it = s.begin();
while (it != s.end())
{
cout << *it << " ";
it++;
}
cout << endl;
}
// 迭代器实现范围for
// 编译器在编译时，把范围for转化为迭代器的遍历方式
// 如果在遍历过程中，需要进行写操作，接收类型需要为引用类型
void test2()
{
String s = "123";
// const 不可以进行修改操作
for (const auto& ch : s)
{
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
// auto& 引用：可以直接修改数据
for (auto& ch : s)
{
cout << ch << " ";
ch = 'a';
}
cout << endl;
// 只能修改形参
for (auto ch : s)
{
cout << ch << " ";
}
cout << endl;
}
// find()应用实例
void test3()
{
String s("01234567");
size_t pos = s.find("02");
if (pos == String::npos)
{
cout << "not find" << endl;
}
}
int main()
{
String s("01234");
String s1("aaa");
return 0;
}
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的【编程】C++入门：实现string类及各种接口全部内容，希望文章能够帮你解决【编程】C++入门：实现string类及各种接口所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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来源：【匿名】