目录
构造函数的实现
?operator 和迭代器
拷贝构造?
赋值运算符重载
reverse|push_back|operator+= |append
insert?
find
流提取和流插入重载?
?substr
operator系列?
resize?
?注意事项
string的拷贝问题?
构造函数的实现
namespace bit
{
class string
{
public:
string(const char *str)
:_str(str)
{}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
}
?这种写法会报错,因为不能用const char *类型来初始化char *类型的实体
?解决办法,采用动态开辟空间,因为以后要用到增删查改
namespace bit
{
class string
{
public:
string(const char* str)
:_str(new char[strlen(str) + 1])
, _size(strlen(str))
,_capacity(strlen(str))
{
strcpy(_str, str);
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
}
这里给_str多开了一个空间,是因为要存放/0
优化后
class string
{
public:
string(const char *str)
:_str(new char[strlen(str)+1])
, _size(strlen(str))
,_capacity(0)
{
strcpy(_str, str);
}
string()
:_str(new char[1])
, _size(0)
, _capacity(0)
{
_str[0] = '\0';
}
const char* c_str()const
{
return _str;
}
~string()
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
一个构造函数是针对传参,一个是针对没有传参
如果给的是空指针
?
在打印s2的时候会崩溃
?初始化列表里面初始化的是空指针,但c_const返回类型是char *,返回的是_str,如果传的是空指针,则解引用空指针就会报错,所以这里传参不能传空指针
?给缺省值对构造函数进行优化
?strlen效率是O(N),这里使用了三次
我们可这样修改,但是在初始化列表中,要注意先声明的先初始化
最好别使用初始化列表,以防出错
?
namespace bit
{
class string
{
public:
string(const char* str="\0")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];
strcpy(_str, str);
}
/*string()
:_str(new char[1])
, _size(0)
, _capacity(0)
{
_str[0] = '\0';
}*/
const char* c_str()const
{
return _str;
}
~string()
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
};
void test_string1()
{
string s1("hello world");
string s2;
cout << s1.c_str() << endl;
cout << s2.c_str() << endl;
}
}
?operator 和迭代器
?迭代器左闭右开
typedef char* iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str + _size;
}
?const迭代器
拷贝构造?
?在自己没有写拷贝构造的情况下,进行拷贝会出错,因为系统默认的拷贝是值拷贝,会导致s1的str和str2的str指向同一块空间,前面博客有写到过
?这里可以看到俩个_str的地址一样
?调用析构函数的时候先把str2的_str置空,但可以看到s1的_str没被置空,也就是说存储数组的地址析构完str2的之后,已经变为空了,但是s1的_str仍然指向这块位置,接下来系统会对s1进行析构,对s1一析构就报错,因为这块空间已经被释放过一次了
?解决办法,让str2指向另一块空间,把s1的值拷贝下来即可,释放的时候各自释放各自的,这中方法叫深拷贝
string(const string& s)
:_str(new char[s._capacity+1])
,_size(s._size)
,_capacity(s._capacity)
{
strcpy(_str, s._str);
}
此时他们的地址不一样?,就不会出现析构俩次的问题
.比较懒得一种写法
string(const string& s)
{
string tmp(s._str);
swap(_str, tmp._str);
swap(_size, tmp._size);
swap(_capacity, tmp._capacity);
}
string s1("hello world");
string s2(s1);
这个程序能完成拷贝构造,但是有一个缺陷,tmp是局部对象,出了作用域会调用析构函数,析构函数
?? ?string tmp(s._str);这条语句调用的是构造
这个写法会崩溃,执行完第一条语句后会tmp和s1一模一样
之后可以把tmp的值给s(s2)
由于是swap函数,s2一开始是一堆随机值,交换之后这些随机值给了tmp,之后调用析构函数,析构不能对tmp的随机空间进行释放,所以会崩溃
稍作修改,稍微初始化以下就行
string(const string& s)
:_str(nullptr),
_size(0),
_capacity(0)
{
string tmp(s._str);
swap(_str, tmp._str);
swap(_size, tmp._size);
swap(_capacity, tmp._capacity);
}
?我们也可自己写一个swap
void swap(string& tmp)
{
::swap(_str, tmp._str);//库里面的swap
::swap(_size, tmp._size);
::swap(_capacity, tmp._capacity);
}
string(const string& s)
:_str(nullptr),
_size(0),
_capacity(0)
{
string tmp(s._str);
swap(tmp);//this->swap
}
?
注意:
string tmp(s._str)//调用的是构造
strint tmp(s)//调用的是拷贝构造
赋值运算符重载
?如果不写赋值,系统默认的是浅拷贝的赋值,也会出现错误
如 ?
string s1("hello world");
string s3="11111111111";
?s3=s1;
浅拷贝会让s1的_str和s3的_str指向同一块空间,但s1存储hello world的这块空间就找不到了,同样的析构的时候也会析构俩次
拷贝的时候要考虑到释放s3的原数组空间,然后再建一个新的数组,再把s1数据放进去
我们这样写即可,delete有自动检查机制
string& operator=(const string& s)
{
delete[]_str;
_str = new char[s._capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
return *this;
}
这种方法有个缺陷,语法上允许自己给自己赋值,但如果用上面的自己给自己赋值就会出错,因为一开始就把数组空间就释放了
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)//这个是取地址
{
delete[]_str;
_str = new char[s._capacity + 1];
strcpy(_str, s._str);
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
return *this;
}
return *this;
}
或者下面这种方法也可以
string& operator=(const string& s)
{
char* tmp = new char[s._capacity + 1];
strcpy(tmp, s._str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
return *this;
}
以上写法比较传统,下面介绍现代写法
void swap(string& tmp)
{
::swap(_str, tmp._str);//库里面的swap
::swap(_size, tmp._size);
::swap(_capacity, tmp._capacity);
}
string& operator=(const string& s)
{
if (this != &s)
{
string tmp(s);
swap(tmp);
}
return *this;
}
s1=s3
先l利用构造函数把s3的数据拷贝tmp,构造函数的写法,让s3和tmp数组的地址不同
?然后交换即可
tmp是局部对象,除了作用域要析构
?
?string类的swap和库里面的swap区别:
string里面非常简单,直接交换成员变量
库里面会定义一个对象,通过第三方进行交换
下面这种写法会不断调用赋值重载
string& operator=(string s)
{
swap(s);
return *this;
}
也可这样写,利用传值传参的中间变量,直接进行交换
reverse|push_back|operator+= |append
void reserve(size_t n)//保留数据
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[]_str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void push_back(char ch)
{
if (_size==_capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : 2 * _capacity);
}
_str[_size] = ch;
++_size;
_str[_size] = '\0';
}
string& operator+=(char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
void append(const char* str)
{
size_t len=strlen(str);
if (_size + len > _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
strcpy(_str + _size, str);
}
void append(const string& s)//函数重载
{
append(s._str);
}
也可用append实现+=
string& operator+=(char* str)
{
append(str);
return *this;
}
insert?
void reserve(size_t n)//保留数据
{
if (n > _capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[]_str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
if(_size==_capacity)
{
reserve(_capacity==0?4:_capacity*2);
}
size_t end = _size;
while (end >= pos)
{
_str[end + 1] = _str[end];
end--;
}
_str[end + 1] = ch;
++_size;
return *this;
}
pos=0,这里会报错,因为end会越界,end是size_t类型,0减1之后,是一个很大的数字
这样修改即可
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos <= _size);
reserve(_capacity==0?4:_capacity*2);
size_t end = _size+1;
while (end > pos)
{
_str[end ] = _str[end-1];
end--;
}
_str[end] = ch;
++_size;
return *this;
}
插入字符串
string& insert(size_t pos,const char* str)
{
assert(pos<=_size);
size_t len = strlen(str);
if (_size +len> _capacity)
{
reserve(_size + len);
}
size_t end = _size+len;
while (end >=pos+len)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}
strncpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
return *this;
}
通过insert就可以把push_back和append改了
如果用const修饰就可以在声明的时候给缺省值,这是C++特例,const静态处理
find
可用C语言的strstr(子串查找算法)
size_t find(char ch,size_t pos=0)
{
assert(pos < _size);
for (int i = pos; i < _size; ++i)
{
if (ch == _str[i])
return i;
}
return npos;
}
size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)const
{
assert(pos < _size);
assert(sub);
const char* ptr = strstr(_str + pos, sub);
if (ptr == nullptr)//如果没找到
{
return npos;
}
else
{
return (ptr - _str);//指针相减,返回下标
}
}
流提取和流插入重载?
之前我们写过流插入和流提取,用了友元,这里可以不使用友元, 因为以前的友元要访问私有,而这里不需要,所以可以不用友元
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i)
{
out << s[i];
}
return out;
}
流提取时要注意 cin和scanf获取不到空格和换行,会把空格和换行认定为字符和字符间的间隔
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
//如果输入字符串很长,不断+=,频繁扩容,效率很低
char ch;
ch = in.get();
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
s += ch;
ch = in.get();
}
return in;
}
但是存在一个问题,会和库里面的string产生差异,库里面不会打印拷贝构造的内容,而且输入的字符串如果很长,就会不断的+=,也就意味着要频繁的扩容,效率特别低
?可这样修改,避免频繁扩容
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
char ch;
ch = in.get();
const size_t N = 32;
char buff[N];
size_t i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
buff[i++] = ch;
if (i == N - 1)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
ch = in.get();
}
buff[i] = '\0';
s += buff;
return in;
}
?substr
string substr(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos < _size);
size_t realLen = len;//默认给5
if (len == npos ||pos+len>_size)
{
realLen = _size - pos;
}
string sub;
for (size_t i = 0; i < realLen; ++i)
{
sub += _str[pos + i];
}
return sub;
}
operator系列?
bool operator>(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) > 0;
}
bool operator==(const string& s) const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool operator>=(const string& s) const
{
return *this > s || *this == s;
}
bool operator<=(const string& s) const
{
return !(*this > s);
}
bool operator<(const string& s) const
{
return !(*this >= s);
}
bool operator!=(const string& s) const
{
return !(*this == s);
}
?利用C语言中的strcmp进行比较
resize?
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n > _size)
{
reserve(n);
for (size_t i = _size; i < n; ++i)
{
_str[i] = ch;
}
_str[n] = '\0';
_size = n;
}
else
{
_str[n] = '\0';
_size = n;
}
}
?注意事项
vs下的string做了一些特殊的处理,这里的值本来应该是12(内存对齐),但结果却是28
?
?这是因为vs下面进行了一些优化,这是因为vs多开了一个16字节的数组,
?
相当于如果总体大小<16,字符串存在buff数组中,如果>=16,存在_str指向的堆空间上?
string的拷贝问题?
?浅拷贝缺陷:
1.析构俩次
2.一个对象修改影响另外一个对象
解决方案:针对问题1:增加一个引用计数
如果有n个对象指向这块空间就计数为n,这里有俩个就计数为2
?每个对象析构时,--引用计数,最后一个析构的对象释放空间
第二个问题解决办法:写时拷贝,(本质,延迟拷贝,谁去写,谁做深拷贝。没人写就赚了)
这种解决办法叫引用计数+写时拷贝
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