12.C++入门:String|手撕String|浅拷贝|深拷贝|写时拷贝

  1. 牛刀小试
    917. 仅仅反转字母 - 力扣(LeetCode)
class Solution {  
public:  
	bool isLetter(char ch)  
	{  
		if(ch >= 'a' && ch <= 'z')  
			return true;  
		if(ch >= 'A' && ch <= 'Z')  
			return true;  
			
		return false;  
	} 
	
	string reverseOnlyLetters(string S) {  
		if(S.empty())  
			return S;  
			
		size_t begin = 0, end = S.size()-1;  
		while(begin < end)  
		{  
			while(begin < end && !isLetter(S[begin]))  
				++begin;  
			while(begin < end && !isLetter(S[end]))  
				--end;  
				
			swap(S[begin], S[end]);  
			++begin;  
			--end;  
		} 
		return S;  
	}  
};

387. 字符串中的第一个唯一字符 - 力扣(LeetCode)

class Solution {  
public:  
	int firstUniqChar(string s) {  
		// 统计每个字符出现的次数  
		int count[256] = {0};  
		
		int size = s.size();  
		for(int i = 0; i < size; ++i)  
			count[s[i]] += 1;  
		
		// 按照字符次序从前往后找只出现一次的字符  
		for(int i = 0; i < size; ++i)  
			if(1 == count[s[i]])  
				return i;  
		
		return -1;  
	}  
};

字符串最后一个单词的长度_牛客题霸_牛客网

#include<iostream>  
#include<string>  
using namespace std;  

int main()  
{  
	string line;  
	// 不要使用cin>>line,因为会它遇到空格就结束了  
	// while(cin>>line)  
	while(getline(cin, line))  
	{  
		size_t pos = line.rfind(' ');  
		cout<<line.size()-pos-1<<endl;  
	} 
	
	return 0;  
}

125. 验证回文串 - 力扣(LeetCode)

class Solution {  
public:  
	bool isLetterOrNumber(char ch)  
	{  
		return (ch >= '0' && ch <= '9')  
		|| (ch >= 'a' && ch <= 'z')  
		|| (ch >= 'A' && ch <= 'Z');  
	} 
	
	bool isPalindrome(string s) {  
		// 先小写字母转换成大写,再进行判断  
		for(auto& ch : s)  
		{  
			if(ch >= 'a' && ch <= 'z')  
			ch -= 32;  
		} 
		
		int begin = 0, end = s.size()-1;  
		while(begin < end)  
		{  
			while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[begin]))  
				++begin;  
			while(begin < end && !isLetterOrNumber(s[end]))  
				--end;  
			if(s[begin] != s[end])  
			{  
				return false;  
			} 
			else  
			{  
				++begin;  
				--end;  
			}
		} 
		
		return true;  
	}  
};

415. 字符串相加 - 力扣(LeetCode)

class Solution {  
public:  
	string addstrings(string num1, string num2)  
	{  
		// 从后往前相加,相加的结果到字符串可以使用insert头插  
		// 或者+=尾插以后再reverse过来  
		int end1 = num1.size()-1;  
		int end2 = num2.size()-1;  
		int value1 = 0, value2 = 0, next = 0;  
		string addret;  
		
		while(end1 >= 0 || end2 >= 0)  
		{  
			if(end1 >= 0)  
				value1 = num1[end1--]-'0';  
			else  
				value1 = 0;  
			if(end2 >= 0)  
				value2 = num2[end2--]-'0';  
			else  
				value2 = 0;  
				
			int valueret = value1 + value2 + next;  
			if(valueret > 9)  
			{  
				next = 1;  
				valueret -= 10;  
			} 
			else  
			{  
				next = 0;  
			} 
			//addret.insert(addret.begin(), valueret+'0');  
			addret += (valueret+'0');  
		} 
		
		if(next == 1)  
		{  
			//addret.insert(addret.begin(), '1');  
			addret += '1';  
		} 
		reverse(addret.begin(), addret.end());  
		
		return addret;  
	}  
};

手撕String

string.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<assert.h>
#include<iostream>

using namespace std;

namespace bit
{
	class string
	{
	public:
		typedef char* iterator;
		typedef const char* const_iterator;

		iterator begin()
		{
			return _str;
		}

		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _str;
		}

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

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

		size_t size() const
		{
			return _size;
		}

		string(const char* str = "");

		string(const string& s);
		string& operator=(string s);
		~string();

		const char& operator[](size_t pos) const;
		char& operator[](size_t pos);
		void reserve(size_t n);
		void push_back(char ch);

		void append(const char* str);
		string& operator+=(char ch);
		string& operator+=(const char* str);

		void insert(size_t pos, char ch);
		void insert(size_t pos, const char* str);
		void erase(size_t pos, size_t len = npos);
		void swap(string& s);
		size_t find(char ch, size_t pos = 0);

		size_t find(const char* str, size_t pos = 0);
		string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos);
		void clear();

	private:
		size_t _capacity = 0;
		size_t _size = 0;
		char* _str = nullptr;

		const static size_t npos = -1;
	};

	istream& operator>>(istream& in, string& s);
	ostream& operator<<(ostream& out, const string& s);
}

string.cpp


#include"string.h"
//#include"string.h"

//#ifndef __STRING_H__
//#define __STRING_H__
////...
//#endif // !__STRING_H__
//
//#ifndef __STRING_H__
//#define __STRING_H__
////...
//#endif // !__STRING_H__

namespace bit
{
	string::string(const char* str)
	{
		_size = strlen(str);
		_capacity = _size;
		_str = new char[_capacity + 1];

		strcpy(_str, str);
	}
	/*
	传统写法
	string::string(const string& s)
	{
		_str = new char[s.capacity + 1];
		strcpy(_str, s._str);
		_size = s._size;
		_capacity = s._capacity;
	}
	*/

	//现代写法
	string::string(const string& s)
	{
		string tmp(s._str);
		swap(tmp);
	}
	
	/*
	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;
	}
	*/

	string& string::operator=(string s)
	{
		swap(s);

		return *this;
	}

	string::~string()
	{
		delete[] _str;
		_str = nullptr;
		_size = 0;
		_capacity = 0;
	}

	const char& string::operator[](size_t pos) const
	{
		assert(pos <= _size);

		return _str[pos];
	}

	char& string::operator[](size_t pos)
	{
		assert(pos <= _size);

		return _str[pos];
	}

	void string::reserve(size_t n)
	{
		if (n > _capacity)
		{
			char* tmp = new char[n + 1];
			strcpy(tmp, _str);
			delete[] _str;
			_str = tmp;
			_capacity = n;
		}
	}

	void string::push_back(char ch)
	{
		if (_size == _capacity)
		{
			size_t newCapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
			reserve(newCapacity);
		}

		_str[_size] = ch;
		_size++;
		_str[_size] = '\0';
	}

	void string::append(const char* str)
	{
		size_t len = strlen(str);
		if (_size + len > _capacity)
		{
			reserve(_size + len);
		}

		strcpy(_str + _size, str);
		_size += len;
	}

	string& string::operator+=(char ch)
	{
		push_back(ch);

		return *this;
	}

	string& string::operator+=(const char* str)
	{
		append(str);

		return *this;
	}

	void string::insert(size_t pos, char ch)
	{
		assert(pos <= _size);

		if (_size == _capacity)
		{
			size_t newCapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
			reserve(newCapacity);
		}

		/*int end = _size;
		while (end >= (int)pos)
		{
			_str[end + 1] = _str[end];
			--end;
		}*/

		size_t end = _size + 1;
		while (end > pos)
		{
			_str[end] = _str[end - 1];
			--end;
		}

		_str[pos] = ch;
		_size++;
	}

	void string::insert(size_t pos, const char* str)
	{
		assert(pos <= _size);
		size_t len = strlen(str);
		if (_size + len > _capacity)
		{
			reserve(_size + len);
		}

		int end = _size;
		while (end >= (int)pos)
		{
			_str[end + len] = _str[end];
			--end;
		}

		strncpy(_str + pos, str, len);
		_size += len;
	}

	void string::erase(size_t pos, size_t len)
	{
		assert(pos < _size);

		if (len == npos || pos + len >= _size)
		{
			_str[pos] = '\0';
			_size = pos;
		}
		else
		{
			strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
			_size -= len;
		}
	}

	void string::swap(string& s)
	{
		std::swap(_str, s._str);
		std::swap(_size, s._size);
		std::swap(_capacity, s._capacity);
	}

	size_t string::find(char ch, size_t pos)
	{
		for (size_t i = pos; i < _size; i++)
		{
			if (_str[i] == ch)
			{
				return i;
			}
		}

		return npos;
	}

	size_t string::find(const char* str, size_t pos)
	{
		const char* ptr = strstr(_str + pos, str);
		if (ptr == nullptr)
		{
			return npos;
		}
		else
		{
			return ptr - _str;
		}
	}

	string string::substr(size_t pos, size_t len)
	{
		assert(pos < _size);
		size_t end = pos + len;
		if (len == npos || pos + len >= _size)
		{
			end = _size;
		}

		string str;
		str.reserve(end - pos);
		for (size_t i = pos; i < end; i++)
		{
			str += _str[i];
		}

		return str;
	}

	void string::clear()
	{
		_size = 0;
		_str[0] = '\0';
	}


	ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
	{
		for (auto ch : s)
		{
			out << ch;
		}

		return out;
	}

	istream& operator>>(istream& in, string& s)
	{
		s.clear();
		char buff[128];
		char ch = in.get();
		int i = 0;
		while (ch != ' ' && ch != '\n')
		{
			buff[i++] = ch;
			if (i == 127)
			{
				buff[i] = '\0';
				s += buff;
				i = 0;
			}

			ch = in.get();
		}

		if (i > 0)
		{
			buff[i] = '\0';
			s += buff;
		}

		return in;
	}
}

test.cpp

#include<string>
#include"string.h"

namespace bit
{
	void print_str(const string& s)
	{
		for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			//s[i]++;
			cout << s[i] << " ";
		}
		cout << endl;

		string::const_iterator it = s.begin();
		while (it != s.end())
		{
			// *it = 'x';

			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;
	}

	void test_string1()
	{
		string s1("hello world");
		cout << s1.c_str() << endl;

		string s2;
		cout << s2.c_str() << endl;

		for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
		{
			s1[i]++;
		}
		cout << s1.c_str() << endl;

		string::iterator it = s1.begin();
		while (it != s1.end())
		{
			cout << *it << " ";
			++it;
		}
		cout << endl;

		// 傻瓜式的替换成迭代器
		for (auto ch : s1)
		{
			cout << ch << " ";
		}
		cout << endl;

		print_str(s1);
	}

	void test_string2()
	{
		string s1("hello world");
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1 += ' ';
		s1 += "xxxxxx";
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1.insert(5, 'y');
		s1.insert(5, 'y');
		s1.insert(5, 'y');
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1.insert(0, 'y');
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1.insert(0, "zzzzzzz");
		cout << s1.c_str() << endl;
	}

	void test_string3()
	{
		string s1("hello world");
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1.erase(5, 4);
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1.erase(5, 100);
		cout << s1.c_str() << endl;

		s1.erase(2);
		cout << s1.c_str() << endl;
	}

	void test_string4()
	{
		string s1("hello world");
		string s2("xxxx");
		std::swap(s1, s2);
		s1.swap(s2);


		string str("https://legacy.cplusplus.com/reference/string/string/substr/");
		string sub1, sub2, sub3;
		size_t pos1 = str.find(':');
		sub1 = str.substr(0, pos1 - 0);
		cout << sub1.c_str() << endl;

		size_t pos2 = str.find('/', pos1 + 3);
		sub2 = str.substr(pos1 + 3, pos2 - (pos1 + 3));
		cout << sub2.c_str() << endl;

		sub3 = str.substr(pos2 + 1);
		cout << sub3.c_str() << endl;
	}

	void test_string5()
	{
		string s1("hello world");
		string s2(s1);

		string s3("xxxx");
		s1 = s3;
	}

	void test_string6()
	{
		string s1("hello world");
		string s2(s1);

		string s3("xxxx");
		s1 = s3;

		cout << s1.c_str() << endl;
		cout << s1 << endl;

		cin >> s1;
		cout << s1 << endl;

		/*char ch1, ch2;
		cin >> ch1 >> ch2;*/

		cin >> s2;
		cout << s2 << endl;
	}

	void test_string7()
	{
		string s1("hello world");
		cout << s1.c_str() << endl;
		cout << s1 << endl;

		s1.clear();
		cout << s1.c_str() << endl;
		cout << s1 << endl;
	}

	void test_string8()
	{
		string s1("hello world");
		string s2(s1);

		cout << s1 << endl;
		cout << s2 << endl;

		string s3("xxxxxxxxxxxxxxxx");
		s1 = s3;
		cout << s1 << endl;
		cout << s3 << endl;
	}
}


int main()
{

	return 0;
}

to_string;stoi

int main()
{
	//bit::test_string8();

	// atoi itoa
	std::string str1 = std::to_string(123);
	std::string str2 = std::to_string(123.222);
	cout << str1 << endl;
	cout << str2 << endl;

	int i = stoi(str1);
	cout << i << endl;

	return 0;
}

编码:

int main()
{
	// 编码 
	// ascall
	char a1[] = "apple!";
	char a2[] = "显示";
	cout << sizeof(a1) << endl;
	cout << sizeof(a2) << endl;

	a2[3]++;
	a2[3]++;
	a2[3]++;
	a2[3]++;

	return 0;
}
经典的string类问题
// 为了和标准库区分,此处使用String  
class String  
{ 
public:  
	/*String()  
		:_str(new char[1])  
	{*_str = '\0';}  
	*/  
	//String(const char* str = "\0") 错误示范  
	//String(const char* str = nullptr) 错误示范  
	String(const char* str = "")  
	{  
		// 构造String类对象时,如果传递nullptr指针,可以认为程序非  
		if (nullptr == str)  
		{  
			assert(false);  
			return;  
		} 
		_str = new char[strlen(str) + 1];  
		strcpy(_str, str);  
	} 
	
	~String()  
	{  
		if (_str)  
		{  
			delete[] _str;  
			_str = nullptr;  
		}  
	}  

private:  
	char* _str;  
};  

// 测试  
void TestString()  
{  
	String s1("hello bit!!!");  
	String s2(s1);  
}

![[Pasted image 20260102161505.png]]

上述String类没有显式定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载,此时编译器会合成默认的,当用s1构造s2时,编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是,s1、s2共用同一块内存空间,在释放时同一块空间被释放多次而引起程序崩溃,这种拷贝方式,称为浅拷贝。

浅拷贝

浅拷贝:也称位拷贝,编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源,最后就会导致多个对象共享同一份资源,当一个对象销毁时就会将该资源释放掉,而此时另一些对象不知道该资源已经被释放,以为还有效,所以当继续对资源进项操作时,就会发生发生了访问违规。
可以采用深拷贝解决浅拷贝问题,即:每个对象都有一份独立的资源,不要和其他对象共享。

深拷贝

如果一个类中涉及到资源的管理,其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。
![[Pasted image 20260102161825.png]]

传统版写法的String类
class String  
{ 
public:  
	String(const char* str = "")  
	{  
		// 构造String类对象时,如果传递nullptr指针,可以认为程序非  
		if (nullptr == str)  
		{  
			assert(false);  
			return;  
		} 
		_str = new char[strlen(str) + 1];  
		strcpy(_str, str);  
	} 
	
	String(const String& s)  
		: _str(new char[strlen(s._str) + 1])  
	{  
		strcpy(_str, s._str);  
	} 
	
	String& operator=(const String& s)  
	{  
		if (this != &s)  
		{  
			char* pStr = new char[strlen(s._str) + 1];  
			strcpy(pStr, s._str);  
			delete[] _str;  
			_str = pStr;  
		} 
		return *this;  
	} 
	
	~String()  
	{  
		if (_str)  
		{
			delete[] _str;  
			_str = nullptr;  
		}  
	}  
private:  
	char* _str;  
};
现代版写法的String类
class String  
{ 
public:  
	String(const char* str = "")  
	{  
		if (nullptr == str)  
		{  
			assert(false);  
			return;  
		} 
		_str = new char[strlen(str) + 1];  
		strcpy(_str, str);  
	} 
	
	String(const String& s)  
		: _str(nullptr)  
	{  
		String strTmp(s._str);  
		swap(_str, strTmp._str);  
	} 

	String& operator=(String s)  
	{  
		swap(_str, s._str);  
		return *this;  
	} 
	
	/*  
	String& operator=(const String& s)  
	{  
		if(this != &s)  
		{  
			String strTmp(s);  
			swap(_str, strTmp._str);  
		} 
		return *this;  
	} 
	*/  
	
	~String()  
	{  
		if (_str)  
		{
			delete[] _str;  
			_str = nullptr;  
		}  
	}  

private:  
	char* _str;  
};
写时拷贝

写时拷贝就是一种拖延症,是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。
引用计数:用来记录资源使用者的个数。在构造时,将资源的计数给成1,每增加一个对象使用该资源,就给计数增加1,当某个对象被销毁时,先给该计数减1,然后再检查是否需要释放资源,如果计数为1,说明该对象时资源的最后一个使用者,将该资源释放;否则就不能释放,因为还有其他对象在使用该资源。

浅拷贝的问题

  1. 析构两次 引用计数
    拷贝结束后引用次数-1,为0时析构
  2. 一个修改会影响另一个 写时拷贝
    有时拷贝后不会写,就赚了
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