CD38.【C++ Dev】string类的模拟实现(2)
目录
1.append
测试代码
2.operator+=
string& operator+= (char c)
string& operator+= (const char* s)
测试代码
★3.insert
编辑
string& insert (size_t pos, size_t n, char c)
编辑
算法
1.首先要挪动数据,为插入的字符串腾出空间
2.插入n个字符
测试代码
string& insert(size_t pos, const char* s)
测试代码
3.erase
分析
完整代码
测试代码
4.find
size_t find(char c, size_t pos = 0) const
size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const
测试代码
5.substr
拷贝构造函数
substr
测试代码
承接CD37.【C++ Dev】string类的模拟实现(1)文章
1.append
依照STL标准实现,为了简单起见只实现第一个:
append是追加字符串,追加字符串之前先考虑空间够不够:
设追加的C语言风格的字符串的有效长度为len,则追加后字符串的有效长度为_size+len,比较它与_capacity的大小即可,如果大于_capacity,应该至少扩容到_size+len
string& append(const char* str)
{size_t len = strlen(str);if (len + _size > _capacity)reserve(len + _size);memmove(_str + _size, str, len+1);_size += len;return *this;
}注意:memmove的第3个参数应该为len+1,因为strlen不会将\0计入在内,因此len+1的+1是为\0准备的
测试代码
void test8()
{string str("abc");str.append("defghijklmn");for (char it : str)std::cout << it;return;
}运行结果:
2.operator+=
依照STL标准实现,为了简单起见只实现其中两个:
string& operator+= (char c)
直接复用push_back的代码:
string& operator+=(char c)
{push_back(c);return *this;
}string& operator+= (const char* s)
直接复用append代码:
string& operator+=(const char* s)
{append(s);return *this;
}测试代码
void test9()
{string str("abc");str += 'd';str += "edf";str += 'g';str +="hijklmn";for (char it : str)std::cout << it;return;
}运行结果:
★3.insert
依照STL标准实现,为了简单起见只实现其中两个:
string& insert (size_t pos, size_t n, char c)
1.pos必须合法
assert(pos <= _size);2.插入前需不需要扩容
if (pos + n > _capacity)//注意不是和_size比较reserve(pos + n);//至少扩容到pos + n扩容后,未插入字符串前:
插入n个字符后:
算法
1.首先要挪动数据,为插入的字符串腾出空间
那么黄色区域的位置为i的元素要挪动到位置i+n,从最后一个字符\0开始挪动,避免覆盖丢失数据,
一共需要移动_size-(pos+1)+1==_size-pos次,即当i==pos时停止移动数据
size_t i = _size;//_str[i]为\0
while (i>=pos)
{_str[i + n] = _str[i];i--;
}2.插入n个字符
while循环执行结束后,i==pos-1,i需要++变成pos才能复制n个字符,不要忘记修改_size!
//i==pos-1
i++;//之后i==pos
while (i < pos + n)_str[i++] = c;
_size += n;当然也可以使用memset让代码更简洁
有关memset的用法参见文章:
60.【C语言】内存函数(memset,memcmp函数)
CC8.【C++ Cont】使用memset和memcpy来设置数组
memset(_str + pos, c, n);
_size += n;错误代码:
string& insert(size_t pos, size_t n, char c)
{assert(pos <= _size);if (pos + n > _capacity)//注意不是和_size比较reserve(pos + n);//至少扩容到pos + nsize_t i = _size;//_str[i]为\0while (i>=pos){_str[i + n] = _str[i];i--;}//i==pos-1i++;//之后i==poswhile (i < pos + n)_str[i++] = c;_size += n;return *this;
}上方代码有没有问题?
答:有,当pos==0时插入会失败!
由于i是size_t类型,即无符号整型,取值范围是0~0xFFFFFFFF,当i为0时,循环最后i--,i不会变成-1,而是size_t类型的最大值!
提醒:不能将i定义为int,因为while (i>=pos)在比较时,i为int类型,pos为size_t类型,编译器会首先整型提升:将i转化为size_t类型(范围小的提升到范围大的),会导致i==-1仍然在循环
解决方法1:强制类型转换,改成while (i>=(int)pos)
解决方法2:while循环的条件需要多加一个i!=string::npos
注:STL库中npos是静态变量,定义为-1
注意静态变量需要在类中声明,在类外定义,用const修饰
//...... const static size_t npos;};const size_t string::npos = -1;
}正确代码:
string& insert(size_t pos, size_t n, char c)
{assert(pos <= _size);if (pos + n > _capacity)//注意不是和_size比较reserve(pos + n);//至少扩容到pos + nsize_t i = _size;//_str[i]为\0while (i>=pos&&i!=npos){_str[i + n] = _str[i];i--;}memset(_str + pos, c, n);_size += n;return *this;
}测试代码
void test10()
{string str("abc");str.insert(3, 5, 'x');for (char it : str)std::cout << it;std::cout << std::endl;str.insert(2, 5, 'y');for (char it : str)std::cout << it;return;
}运行结果:
string& insert(size_t pos, const char* s)
把上方代码的n定义为strlen(s),同时把memset改成memmove(_str+pos,s, n);
string& insert(size_t pos, const char* s)
{size_t n = strlen(s);assert(pos <= _size);if (pos + n > _size){reserve(pos + n);}size_t i = _size;//_str[i]为\0while (i >= pos&&i!=npos){_str[i + n] = _str[i];i--;}memmove(_str+pos,s, n);_size += n;return *this;
}测试代码
void test11()
{string str("abc");str.insert(1, "def");for (char it : str)std::cout << it;std::cout << std::endl;str.insert(4, "ghi");for (char it : str)std::cout << it;return;
}运行结果:
3.erase
分析
依照STL标准实现,为了简单起见只实现其中一个:
发现第二个参数是缺省参数,调用者如果没有给第二个参数,会默认删到最后
首先pos的取值必须合法,因此先判断筛去不合理的情况:
assert(pos <= _size);满足pos<=_size的几种情况:
1.pos<_size
这3种情况只需要用\0修改并修改_size:
if (pos + len >= _size)
{_str[pos] = '\0';_size = pos;
}上面这样写有没有问题?
答:有,当len == npos时会出问题,因为npos是size_t类型的最大值,根据size_t的回绕性或者称为截断特性,pos+len可以小于_size
回绕性(截断特性)的证明:
int main()
{size_t val = 0xFFFFFFFF;val++;return 0;
}单步调试,看看val在内存中的值:
pos+len可以小于_size的原因:
举例:pos==2,len==npos,_size==5,此时pos+len==1<5
需要改成:
if (len == npos || pos + len >= _size)
{_str[pos] = '\0';_size = pos;
}
else
{//pos + len < _size
}
注:依据||的短路原理,len == npos必须先判断!
2.pos==_size
此时len无论取何值,都没有字符需要删除
pos + len < _size的代码:
size_t i = pos + len;
while (i < _size)_str[pos++] = _str[i++];
_str[pos + len] = '\0';
_size -= len;完整代码
string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
{assert(pos <= _size);if (len == npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else{size_t i = pos + len;while (i < _size)_str[pos++] = _str[i++];_str[pos + len] = '\0';_size -= len;}return *this;
}测试代码
void test12()
{string str1("teststring1");string str2("teststring2");str1.erase(4);str2.erase(3,3);for (char it : str1)std::cout << it;std::cout << std::endl;for (char it : str2)std::cout << it;return;
}运行结果:
4.find
依照STL标准实现,为了简单起见只实现其中两个:
注意到最后都写了const,因为find没有修改字符串
size_t find(char c, size_t pos = 0) const
注意pos要合法
size_t find(char c, size_t pos = 0) const
{assert(pos < _size);for (size_t i = pos; i < _size; i++)if (_str[i] == c)return i;return npos;
}size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const
作用:查找子字符串
可以直接调用strstr函数,对其返回值作不同处理即可
由于strstr只接收char*或const char*型的参数,str需要取它的C语言类型的字符串,使用c_str函数,注意pos要合法
size_t find(const string& str, size_t pos = 0) const
{assert(pos < _size);const char* ret_ptr = strstr(_str, str.c_str());if (ret_ptr == nullptr)return npos;return ret_ptr - _str;
}测试代码
void test13()
{string str("teststring");std::cout << str.find('s', 1) << std::endl;std::cout << str.find("str", 1) << std::endl;std::cout << str.find("abc", 4) << std::endl;return;
}运行结果:
5.substr
依照STL标准实现,注意到最后写了const,因为substr没有修改字符串
pos要合法,首先断言,按照erase函数分类讨论的思想写substr,由于返回类型为string,因此程序会自动调用拷贝构造函数,那么这里先写拷贝构造函数
拷贝构造函数
代码
string(const string& str)
{_capacity = str._capacity;_size = str._size;_str = new char[_capacity + 1];memmove(_str, str._str, _capacity + 1);
}注意: 1.正确设置几个参数,使用memmove更方便,但不能使用strcpy, 2.一定不能使用默认的拷贝构造函数,浅拷贝,局部对象一出作用域就销毁了,会出问题,
substr
代码
string substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const
{assert(pos < _size);string ret;ret._size = len;if (len == npos || pos + len >= _size)//从pos处截取到末尾ret._size = _size - pos;ret.reserve(ret._size);memmove(ret._str, _str + pos, ret._size);if (ret._str[ret._size] != '\0')ret._str[ret._size] = '\0';return ret;
}注意memove截取的字符串很有可能没有\0,因此需要判断,如果没有就在ret._str[ret._size]上补\0,成为有效字符串
测试代码
void test14()
{string str("teststring");string ret1 = str.substr(4);string ret2 = str.substr();string ret3 = str.substr(2,3);for (char it : ret1)std::cout << it;std::cout << std::endl;for (char it : ret2)std::cout << it;std::cout << std::endl;for (char it : ret3)std::cout << it;return;
}
执行结果:
