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C++入门自学Day7-- String类的自实现

news 2025/8/10 12:55:10

往期回顾

        String类的使用（续）

         String类（续）

         String类（初识）

C++ std::string简要总结

1. 基本介绍

std::string 是 C++ 标准库提供的字符串类，封装了字符数组，支持动态大小管理。
具备安全性和便捷性，替代了传统的 C 风格字符串（char*）。

2. 构造函数

默认构造：创建空字符串。

从 C 字符串构造。
拷贝构造。
指定字符和个数构造。
迭代器范围构造。

3. 基本属性

size() / length()：返回字符串长度。
capacity()：当前分配的容量。
empty()：判断是否为空。

4. 内存管理

reserve(size_t)：预留容量，减少扩容次数，不改变长度。
resize(size_t)：改变长度，扩展时填充字符，缩短时截断。
支持动态增长和释放。

5. 访问字符

operator[]：无边界检查，访问字符。
at()：带边界检查，安全访问。
迭代器：begin(), end(), cbegin(), cend()。
反向迭代器：rbegin(), rend()。

6. 字符串操作

追加：append(), +=, push_back()。
插入：insert()。
删除：erase()。
替换：replace()。
查找：find(), rfind(), find_first_of(), find_last_of(), find_first_not_of(), find_last_not_of()。
子串：substr()。
比较：compare()。

7. 字符串与 C 字符串转换

c_str()：返回以 \0 结尾的 C 字符串。
data()：返回字符串内部数据指针（C++17 及之后等价于 c_str()）。

8. 运算符支持

拼接：+, +=。
比较：==, !=, <, > 等。

9. 性能和安全

拷贝是深拷贝，确保对象独立。
C++11 起支持移动语义，提升性能。
动态管理内存，避免手动管理。

总结：

std::string 提供了强大且方便的字符串操作功能，封装了底层字符数组的复杂性，安全且高效，是 C++ 字符串操作的首选工具

C++string类的自实现

一、string类的自定义

1、需要使用到的头文件内容

#include<iostream>
using namespace std; 
#include<assert.h>
#include<string.h>

2、自定义string类的成员变量

namespace your_namespace{class string{        private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;static size_t npos;};
}

3、自定义的构造，拷贝构造，析构函数


string(const char* str = "",size_t size = 0,size_t capacity = 10) //两个构造函数
:_str(new char[capacity])
{if(capacity<(strlen(str)+1)){_str = new char[strlen(str)+1];_capacity = strlen(str);}else{_str = new char[capacity];_capacity = capacity;}_size = strlen(str);strcpy(_str,str);
}
~string(){delete [] _str;_str = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;
string(const string& str){_str = new char[strlen(str._str)+1];_capacity = str._capacity;_size = str._size;strcpy(_str,str._str);
}

4、基本属性函数

size() / length()：返回字符串长度。
capacity()：当前分配的容量。
empty()：判断是否为空。

size_t size() const{return _size;
}
size_t capacity() const {return _capacity;
}bool isempty(){if(_size != 0){return false;}return true;
}

5、内存管理函数

reserve(size_t)：预留容量，减少扩容次数，不改变长度。
resize(size_t)：改变长度，扩展时填充字符，缩短时截断。

void reserve(size_t n){assert(n > _capacity);char* new_str = new char[n+1];strcpy(new_str,_str);delete[] _str;_str = new_str;_capacity = n;
};
void resize(size_t size,char ch = '\0'){if(size < _size){_str[size] = '\0';}else{if(size > _capacity){reserve(size);}for(size_t i = _size ;i < size; i++){_str[i] = ch;}_str[size] = '\0';}_size = size;
}

6. 字符串操作函数

追加：append(), +=, push_back()。
插入：insert()。
删除：erase()。
替换：replace()。
查找：find(),
子串：substr()。
比较：compare()。

void push_back(char ch){if(_size == _capacity){size_t new_capacity = 2*_capacity;reserve(new_capacity);}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';
}
void append(const char* str){size_t len = strlen(str);// while (len+_size > _capacity)// {//     _capacity *= 2;// }if(len+_size > _capacity){_capacity = len+_size;}reserve(_capacity);// strcat(newstr,_str);// strcat(newstr,str);strcpy(_str+_size,str);_size += len;
};
void Delete(){if(_size == 0){cout<< "void string!"<<endl;return;}_size --;
}string& insert(size_t pos, char ch){assert(pos<_size);if(_size == _capacity){reserve(2*_capacity);}int end = _size;while(end >= pos){_str[end+1] = _str[end];}_str[pos] = ch;_size++;return *this;
}
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 >= pos){_str[end+len] = _str[end];end--;};strncpy(_str+pos,str,len);_size += len;return *this;
}
string& erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos<_size);if(pos+len >= _size){_size = pos;_str[_size] = '\0';}else{int res = _size - len - pos;size_t end = _size;while (res >= 0){_str[pos+res] = _str[end--];res--;}_size = _size-len;}return *this;
}
string& operator+=(char ch){this->push_back(ch);return *this;
}
string& operator+=(const char * str){this->append(str);return *this;
}
size_t find(char ch, size_t pos = 0){assert(pos >= 0 && pos<_size);while (pos < _size){if(_str[pos] == ch){return pos;}pos ++;}return npos;
}
size_t find(const char* str, size_t pos = 0){assert(pos<_size);// if(pos + len > _size){//     return npos;// }// for(size_t begin = pos; begin <=_size-len;begin++){//     size_t i = 0;//     while ( i < len && _str[begin+i] == str[i])//     {//         ++i;//     }//     if(i == len){//         return begin;//     }// }// return npos;char* ps = strstr(_str+pos,str);if(!ps){return npos;}else{return ps -_str;}
}

7. c_str（）函数

c_str()：返回以 \0 结尾的 C 字符串。


char* c_str(){char* str = new char[_size];strcpy(str, _str);return str;
}

8、运算符支持

拼接：+, +=。
比较：==, !=, <, > 等。

string& operator=  (const string& str){if(&str == this){return *this;}delete [] _str;if(str._str){_str = new char[strlen(str._str)+1];strcpy(_str,str._str);}else{_str = nullptr;}_capacity = str._capacity;_size = str._size;return *this;
}
string& operator+=(char ch){this->push_back(ch);return *this;
}
string& operator+=(const char * str){this->append(str);return *this;
}
char& operator[](size_t i){assert(i<_size);return _str[i];
}
const char& operator[](size_t i) const{assert(i<_size);return _str[i];
}
bool operator<(const string& s){int ret = strcmp(_str,s._str);return ret<0;
}
bool operator>(const string& s){int ret = strcmp(_str,s._str);return ret > 0;
}
bool operator==(const string& s){int ret = strcmp(_str,s._str);return ret == 0;
}
bool operator<=(const string& s){return !(*this > s);
}
bool operator!=(const string& s){return !(*this == s);
}
bool operator>=(const string& s){return !(*this < s);
}