在上一篇文章中，我们讲解了一些string类的函数，但是对于我们要熟练掌握c++是远远不够的，今天，我将手动实现一下这些函数~
注意：本篇文章中会大量应用复用，这是一种很巧妙的方法
和以往一样，还是分为string.h string.cpp test.cpp三个文件
为了保证完整性，string.h我统一放在这
1.string.h文件
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
#include<string.h>
using namespace std;
namespace my_string
{
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;
}
string(const char* str = "");
string(size_t n, char ch);
string(const string& s);
string& operator=(const string& s);
~string();
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
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, size_t n, char ch);
void insert(size_t pos, const char* str);
void erase(size_t pos = 0, size_t len = npos);
size_t find(char ch, size_t pos = 0);
size_t find(const char* str, size_t pos = 0);
size_t size()const
{
return _size;
}
size_t capacity()const
{
return _size;
}
char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
string substr(size_t pos, size_t len = npos);
bool operator==(const string& s)const;
bool operator!=(const string& s)const;
bool operator<(const string& s)const;
bool operator<= (const string & s)const;
bool operator>(const string& s)const;
bool operator>=(const string& s)const;
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
const static size_t npos;
};
//cout<<s1
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s);
//cin>>s1
istream& operator<<(istream& in, string& s);
istream& getline(istream& is, string& s, char delim = '#');
}2. 增加类函数（append\insert\push_back\+=）
这是string.cpp文件
void string::push_back(char ch)
{
if (_size + 1 > _capacity)
{
//意味着此时已经满了，需要扩容才能插入
//扩容,建议使用函数复用
//还要讨论原来容量是不是0
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
//此时已经完成扩容，容量足够用
_str[_size] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0'; //别忘了把\0也考过来
}
void string::append(const char* str)
{
//注：我们这里是直接按照库里的思路去实现的
// 在这里扩容_size+len也是可以的 只不过思路不一样
// 也可能官方认为追加直接扩二倍 后面人继续使用的时候可以少调几次开空间吧
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
//意味着此时已经满了，需要扩容才能插入
//扩容,与push_back不同的是，
// 默认使用append是认为你这个字符串原先就是有内容才追加的
// 如果害怕有人确实会直接使用这个接口 可以加上_capacity=0的情况
size_t newcapacity = 2 * _capacity;
//考虑到可能插入的字符串过长，2倍扩容都可能不够
//为防止越界的产生，我们再严谨的讨论一下
if (_size + len > 2 * _capacity)
{
newcapacity = _size + len;
}
reserve(newcapacity);
}
//strcpy在拷贝时会从第一个字符出发找\0,
// 为了节约编译器运行时间，我们直接手动让他从\0出发
strcpy(_str + _size, str);
_size += len;
}
void string::insert(size_t pos, size_t n, char ch)
{
assert(pos <= _size);
assert(n > 0);
//还是要考虑扩容问题
if (_size + n > _capacity)
{
size_t newcapacity = 2 * _capacity;
if (_size + n > 2 * _capacity)
{
newcapacity = _size + n;
}
reserve(newcapacity);
}
size_t end = _size + n; //一切以\0为准
while (end > pos + n - 1) //准备挪动数据，这是需要挪动的数据范围
{
_str[end] = _str[end - n];//最后一个数据先动
end--;
}
//挪完了，有地方了，但是要插入的数还没进来呢！
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
_str[pos + i] = ch;
}
_size += n;
}
void string::insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t n = strlen(str);
if (_size + n > _capacity)
{
size_t newCapacity = 2 * _capacity;
if (_size + n > 2 * _capacity)
{
newCapacity = _size + n;
}
reserve(newCapacity);
}
size_t end = _size + n;
while (end > pos + n - 1)
{
_str[end] = _str[end - n];
--end;
}
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
_str[pos + i] = str[i];
}
}
string& string::operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& string::operator+=(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}这是test.cpp文件
#include"string.h"
void test_string1()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += ' ';
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += '+';
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += "hello everybody";
cout << s1.c_str() << endl;
s1.push_back(',');
cout << s1.c_str() << endl;
s1.append("welcome!");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(6,1, 't');
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(7, "he ");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(41, "nice to meet you");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(0, "good morning!");
cout << s1.c_str() << endl;
}
int main()
{
test_string1();
return 0;
}结果如下：
2.find和erase
这是string.cpp文件
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* p = strstr(_str + pos, str);
//strstr() 函数的作用是在一个字符串（str1）中查找另一个字符串（str2）的出现位置。
//如果找到，它返回一个指向 str1 中第一次出现的 str2 的指针；
// 如果找不到，则返回空指针（NULL）。
if (p == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return p - _str; //两个指针相减，结果得到这个元素的下标
}
}
void string::erase(size_t pos, size_t len)
{
if (len > _size - pos)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
size_t end = pos + len;
{
while (end <= _size)
{
_str[end - len] = _str[end];
++end;
}
_size -= len;
}
}
}这是test.cpp文件
void test_string_find_erase()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.erase(6,2);
cout << s1.c_str() << endl;
s1.erase(6, 20);
cout << s1.c_str() << endl;
s1.erase(3);
cout << s1.c_str() << endl;
string s2("welcome to guangzhou!");
cout << s2.find('o') << endl;
cout << s2.find("guangzh") << endl;
}
int main()
{
test_string_find_erase();
return 0;
}结果如下：
3.迭代器
这是test.cpp文件
void test_string_iterator()
{
string s1("hello world");
for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
{
s1[i]++;
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : s1)
{
cout << e;
}
cout << endl;
}
int main()
{
test_string_iterator();
return 0;
}运行结果：
4.substr()
string string::substr(size_t pos, size_t len)
{
size_t leftlen = _size - pos; //求出要截取部分长度
if (len > leftlen)
{
len = leftlen;
}
string tmp;
tmp.reserve(len);
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
tmp += _str[pos + i];
}
return tmp;
}void test_string5()
{
string s1("hello world");
string sub1 = s1.substr(6, 3);
cout << sub1.c_str() << endl;
string sub2 = s1.substr(6, 300);
cout << sub2.c_str() << endl;
string sub3 = s1.substr(6);
cout << sub3.c_str() << endl;
string s2("hello bitxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
s1 = s2;
cout << s1.c_str() << endl;
cout << s2.c_str() << endl;
s1 = s1;
cout << s1.c_str() << endl;
}
int main()
{
//test_string_add();
//test_string_find_erase();
//test_string_iterator();
test_string5();
return 0;
}
5.流插入和提取
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
for (auto ch : s)
{
out << ch;
}
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear(); //此举是为了防止s原有内容对输入的影响
//类比我们要接满一个大水桶，但是我们不知道需要到底具体有多少水
// 正好手里有一个可以装N升水的小盆，我们可以用这个小盆装水，满了后导入大桶里
// 这样可以使得：
// 输入短串，不会浪费空间
// 输入长串，避免不断扩容
const size_t N = 1024;
char buff[N];
int i = 0;
char ch = in.get(); //获取首个单个字符
while (ch != ' ' && ch != '\n');
{
buff[i++] = ch;
if (i == N - 1)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
ch = in.get(); //获取其余诸多单个字符
}
//此时有两种情况：1是输入字符串的字符个数正好为N的整数倍，此时i==0;（盆里面没有水了）
//2是输入字符串的字符个数不为N的整数倍，此时i>0;（盆里面还有水）
if (i > 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
istream& getline(istream& in, string& s, char delim)
{
s.clear();
const size_t N = 1024;
char buff[N];
int i = 0;
char ch = in.get();
while (ch != delim)
{
buff[i++] = ch;
if (i == N - 1)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
ch = in.get();
}
if (i > 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
void test_string6()
{
string s1, s2;
cin >> s1 >> s2;
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
string s3;
//getline(cin, s3);
getline(cin, s3, '!');
cout << s3 << endl;
}
int main()
{
//test_string_add();
//test_string_find_erase();
//test_string_iterator();
//test_string5();
test_string6();
return 0;
}6.汇总：
这是string.h文件
#pragma once
#include<iostream>
#include<assert.h>
#include<string.h>
using namespace std;
namespace my_string
{
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;
}
string(const char* str = "");
string(size_t n, char ch);
string(const string& s);
string& operator=(const string& s);
~string();
void clear()
{
_str[0] = '\0';
_size = 0;
}
const char* c_str() const
{
return _str;
}
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, size_t n, char ch);
void insert(size_t pos, const char* str);
void erase(size_t pos = 0, size_t len = npos);
size_t find(char ch, size_t pos = 0);
size_t find(const char* str, size_t pos = 0);
size_t size()const
{
return _size;
}
size_t capacity()const
{
return _size;
}
char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos < _size);
return _str[pos];
}
string substr(size_t pos, size_t len = npos);
bool operator==(const string& s)const;
bool operator!=(const string& s)const;
bool operator<(const string& s)const;
bool operator<= (const string & s)const;
bool operator>(const string& s)const;
bool operator>=(const string& s)const;
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
const static size_t npos;
};
//cout<<s1
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s);
//cin>>s1
istream& operator<<(istream& in, string& s);
istream& getline(istream& is, string& s, char delim = '#');
}
这是string.cpp文件
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include"string.h"
namespace my_string
{
const size_t string::npos = -1;
string::string(size_t n, char ch)
:_str(new char[n + 1])
, _size(n)
, _capacity(n)
{
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
_str[i] = ch;
}
_str[_size] = '\0';
}
string::string(const char* str)
:_size(strlen(str))
{
_capacity = _size;
_str = new char[_size + 1]; //多开一个空间放\0
strcpy(_str, str);
}
//s2(s1)
string::string(const string& s)
{
_str = new char[s._capacity + 1]; //永远都记得多开一个
strcpy(_str, s._str);
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
//s1=s2
//s1=s1(不建议这样做）
string& string::operator=(const string& s)
{
//this :s1 s:s2
if (this != &s) //避免s1=s1这种事件发生
{
//这里由于我们之前在构造_str的时候使用new[]了，但为了我们之后将s2拷贝给s1，
//我们要开一个能装下s2的空间，所以这里我们先delete[],再new[]一个，用于拷贝s2，
//注意，strcpy不能变插边扩容，这才是我们这么做的根本原因
delete[] _str;
_str = new char[s._capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
}
return *this; //我们要通过s2构造s1，故返回*this
}
string::~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
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 + 1 > _capacity)
{
//意味着此时已经满了，需要扩容才能插入
//扩容,建议使用函数复用
//还要讨论原来容量是不是0
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
//此时已经完成扩容，容量足够用
_str[_size] = ch;
_size++;
_str[_size] = '\0'; //别忘了把\0也考过来
}
void string::append(const char* str)
{
//注：我们这里是直接按照库里的思路去实现的
// 在这里扩容_size+len也是可以的 只不过思路不一样
// 也可能官方认为追加直接扩二倍 后面人继续使用的时候可以少调几次开空间吧
size_t len = strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
//意味着此时已经满了，需要扩容才能插入
//扩容,与push_back不同的是，
// 默认使用append是认为你这个字符串原先就是有内容才追加的
// 如果害怕有人确实会直接使用这个接口 可以加上_capacity=0的情况
size_t newcapacity = 2 * _capacity;
//考虑到可能插入的字符串过长，2倍扩容都可能不够
//为防止越界的产生，我们再严谨的讨论一下
if (_size + len > 2 * _capacity)
{
newcapacity = _size + len;
}
reserve(newcapacity);
}
//strcpy在拷贝时会从第一个字符出发找\0,
// 为了节约编译器运行时间，我们直接手动让他从\0出发
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, size_t n, char ch)
{
assert(pos <= _size);
assert(n > 0);
//还是要考虑扩容问题
if (_size + n > _capacity)
{
size_t newcapacity = 2 * _capacity;
if (_size + n > 2 * _capacity)
{
newcapacity = _size + n;
}
reserve(newcapacity);
}
size_t end = _size + n; //一切以\0为准
while (end > pos + n - 1) //准备挪动数据，这是需要挪动的数据范围
{
_str[end] = _str[end - n];//最后一个数据先动
end--;
}
//挪完了，有地方了，但是要插入的数还没进来呢！
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
_str[pos + i] = ch;
}
_size += n;
}
void string::insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t n = strlen(str);
if (_size + n > _capacity)
{
size_t newCapacity = 2 * _capacity;
if (_size + n > 2 * _capacity)
{
newCapacity = _size + n;
}
reserve(newCapacity);
}
size_t end = _size + n;
while (end > pos + n - 1)
{
_str[end] = _str[end - n];
--end;
}
for (size_t i = 0; i < n; i++)
{
_str[pos + i] = str[i];
}
}
void string::erase(size_t pos, size_t len)
{
if (len > _size - pos)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
size_t end = pos + len;
{
while (end <= _size)
{
_str[end - len] = _str[end];
++end;
}
_size -= len;
}
}
}
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* p = strstr(_str + pos, str);
//strstr() 函数的作用是在一个字符串（str1）中查找另一个字符串（str2）的出现位置。
//如果找到，它返回一个指向 str1 中第一次出现的 str2 的指针；
// 如果找不到，则返回空指针（NULL）。
if (p == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return p - _str; //两个指针相减，结果得到这个元素的下标
}
}
string string::substr(size_t pos, size_t len)
{
size_t leftlen = _size - pos; //求出要截取部分长度
if (len > leftlen)
{
len = leftlen;
}
string tmp;
tmp.reserve(len);
for (size_t i = 0; i < len; i++)
{
tmp += _str[pos + i];
}
return tmp;
}
bool string::operator==(const string& s)const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool string::operator!=(const string& s)const
{
return !(*this == s);
}
bool string::operator<(const string& s)const
{
return strcmp(_str, s._str) < 0;
}
bool string::operator<=(const string& s)const
{
return *this < s || *this == s;
}
bool string::operator>(const string& s)const
{
return !(*this <= s);
}
bool string::operator>=(const string& s)const
{
return *this == s || *this > s;
}
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
for (auto ch : s)
{
out << ch;
}
return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear(); //此举是为了防止s原有内容对输入的影响
//类比我们要接满一个大水桶，但是我们不知道需要到底具体有多少水
// 正好手里有一个可以装N升水的小盆，我们可以用这个小盆装水，满了后导入大桶里
// 这样可以使得：
// 输入短串，不会浪费空间
// 输入长串，避免不断扩容
const size_t N = 1024;
char buff[N];
int i = 0;
char ch = in.get(); //获取首个单个字符
while (ch != ' ' && ch != '\n');
{
buff[i++] = ch;
if (i == N - 1)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
ch = in.get(); //获取其余诸多单个字符
}
//此时有两种情况：1是输入字符串的字符个数正好为N的整数倍，此时i==0;（盆里面没有水了）
//2是输入字符串的字符个数不为N的整数倍，此时i>0;（盆里面还有水）
if (i > 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
istream& getline(istream& in, string& s, char delim)
{
s.clear();
const size_t N = 1024;
char buff[N];
int i = 0;
char ch = in.get();
while (ch != delim)
{
buff[i++] = ch;
if (i == N - 1)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
ch = in.get();
}
if (i > 0)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
}
return in;
}
}这是test.cpp文件
#include"string.h"
#include<string>
void test_string_add()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += ' ';
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += '+';
cout << s1.c_str() << endl;
s1 += "hello everybody";
cout << s1.c_str() << endl;
s1.push_back(',');
cout << s1.c_str() << endl;
s1.append("welcome!");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(6,1, 't');
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(7, "he ");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(41, "nice to meet you");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.insert(0, "good morning!");
cout << s1.c_str() << endl;
}
void test_string_find_erase()
{
string s1("hello world");
cout << s1.c_str() << endl;
s1.erase(6,2);
cout << s1.c_str() << endl;
s1.erase(6, 20);
cout << s1.c_str() << endl;
s1.erase(3);
cout << s1.c_str() << endl;
string s2("welcome to guangzhou!");
cout << s2.find('o') << endl;
cout << s2.find("guangzh") << endl;
}
void test_string_iterator()
{
string s1("hello world");
for (size_t i = 0; i < s1.size(); i++)
{
s1[i]++;
cout << s1[i] << " ";
}
cout << endl;
string::iterator it = s1.begin();
while (it != s1.end())
{
cout << *it << " ";
++it;
}
cout << endl;
for (auto e : s1)
{
cout << e;
}
cout << endl;
}
void test_string5()
{
string s1("hello world");
string sub1 = s1.substr(6, 3);
cout << sub1.c_str() << endl;
string sub2 = s1.substr(6, 300);
cout << sub2.c_str() << endl;
string sub3 = s1.substr(6);
cout << sub3.c_str() << endl;
string s2("hello bitxxxxxxxxxxxxxxxxxx");
s1 = s2;
cout << s1.c_str() << endl;
cout << s2.c_str() << endl;
s1 = s1;
cout << s1.c_str() << endl;
}
void test_string6()
{
string s1, s2;
cin >> s1 >> s2;
cout << s1 << endl;
cout << s2 << endl;
string s3;
//getline(cin, s3);
getline(cin, s3, '!');
cout << s3 << endl;
}
int main()
{
//test_string_add();
//test_string_find_erase();
//test_string_iterator();
//test_string5();
test_string6();
return 0;
}