C++详细笔记（七）（string底层初步实现）

1.string库简介

C++ 的string库提供了std::string类型，用于方便地处理文本字符串。它是 C++ 标准模板库（STL）的一部分，相比于 C 语言中以'\0'结尾的字符数组（C - 风格字符串），std::string提供了更安全、高效和便捷的字符串操作方式。

2.string库实现

string实现

string底层相当于顺序表，按着顺序存储字符。所以最开始的声明我们可以使用顺序表来声明

#include <iostream>
using namespace std;
namespace Dai
{
	class string
	{
private:
	size_t _size;//字符串的字符个数
	size_t _capacity;//该顺序表所开辟出的空间
	char* _str;//字符串的首元素地址
    };
}

string(const char* str ="");
~string();

string::string(const char* str )
	:_size(strlen(str))
{
	_str = new char[_size + 1];
	_capacity = _size;
	strcpy(_str, str);
}
string::~string()
{
	delete[]_str;//确保delete[]与之前通过new[]分配的内存严格配对使用
	_capacity = 0;
	_size = 0;
}

string的拷贝构造和析构函数，其中有前文中讲到的初始化列表，以及_size+1是给‘\0’留的空间。

拷贝构造深挖

string::string(const string& s)//全手动复制拷贝
{
_str = new char[s._capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
_capacity = s._capacity;
_size = s._size;
}

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

string::string(const string& s)//全自动化
{
	string tmp(s._str);
	swap(tmp);
}

由三段代码比较看出，第一段是由我们自己赋值，开空间。第二段为我们调用swap函数来提我们赋值，开空间。而第三段利用了临时对象和swap函数来避免直接逐个字符地复制源对象的数据到目标对象。

其中STL库中迭代器是一个很重要的东西，虽然string可以直接用下表遍历，但string始终是一个特例，而迭代器是所有库中都适用的

迭代器

typedef char* iterator;

iterator begin();
iterator end();
iterator rbegin();
iterator rend();
iterator cbegin() const;
iterator cend() const;

string::iterator string::begin()
{
	return _str;
}
string::iterator string::end()
{
	return _str + _size;
}
string::iterator string::rbegin()
{
	return _str + _size;
}
string::iterator string::rend()
{
	return _str;
}
string::iterator string::cbegin()const
{
	return _str;
}
string::iterator string::cend()const
{
	return _str + _size;
}

迭代器的使用

以下两种均为迭代器（iterator）的使用

#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    std::string str = "Hello";
    std::string::iterator it_begin = str.begin();
    std::string::iterator it_end = str.end();
    for (std::string::iterator it = it_begin; it!= it_end; ++it) {
        std::cout << *it;
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

#include <iostream>
#include <string>
int main() {
    const std::string str = "World";
    for (auto it = str.cbegin(); it!= str.cend(); ++it) {
        std::cout << *it;
    }
    std::cout << std::endl;
    return 0;
}

无需返回值的函数

void swap(string& s);
void clear();
void replace(size_t n,size_t m,const string &s);
void reserve(int n);
void append(const string&s,int n,int m);
void assign(const string& s);


void string::clear()
{
	delete[]_str;
	_size = 0;
	_capacity = 0;
}

		void string::replace(size_t n, size_t m,const string& s)
		{
			for (int i = n; i < m; i++)
			{
				_str[i] = s._str[i];
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;

			}
		}
		void string::reserve(int n)
		{
			_str = new char[n + 5];
			_capacity = n + 5;
		}
		void string::append(const string& s, int n, int m)
		{
			if (s._str > _str)
			{
				_str = s._str;
				for (int i = n; i < m; i++)
				{
					_str[i] = _str[i];
				}
				_capacity = s._capacity;
				_size = s._size;
			}
			else
			{
				for (int i = n; i < m; i++)
				{
					_str[i] = _str[i];
				}
				_capacity = s._capacity;
				_size = s._size;
			}
		}
		void string::assign(const string& s)
		{
			string::clear();
			strcpy(_str, s._str);
			_capacity = s._capacity;
			_size = s._size;
		}
		size_t string::find(char n)
		{
			int cout = 0;
			for (int i = 0; i < _size; i++)
			{
				if (_str[i] == n)
				{
					return cout;
				}
				cout++;
			}
		}
}

需返回值的函数

size_t size();
size_t lenght();
size_t capacity();
size_t find(char n);
size_t campare(const string& s);
size_t campare(size_t n, size_t m, const string& s);

size_t string::size()
{
	return _size;
}
size_t string::capacity()
{
	return _capacity;
}
size_t string::lenght()
{
	return _size;
}

size_t string::campare(const string& s)
{
	int ret = 0;
	for (int i = 0; i < _size; i++)
	{
		ret= _str[i] - s._str[i];
	}
	return ret;
}
size_t string::campare(size_t n, size_t m, const string& s)
{
	int ret = 0;
	for (int i = n; i < m; i++)
	{
		ret = _str[i] - s._str[i];
	}
	return ret;
}
size_t string::find(char n)
{
	int cout = 0;
	for (int i = 0; i < _size; i++)
	{
		if (_str[i] == n)
		{
			return cout;
		}
		cout++;
	}
}

这些函数对应上一章节的C++详细笔记（六）中的部分函数进行大致实现以实现部分功能来对string库有更深的认知