【C++进阶】深入STL之string:模拟实现走进C++字符串的世界

📝个人主页🌹:Eternity._
⏩收录专栏⏪:C++ “ 登神长阶 ”
🤡往期回顾🤡:C++模板入门
🌹🌹期待您的关注 🌹🌹

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

❀STL之string

  • 📒1. string类的成员变量
  • 📒2. string的构造函数
    • 🎈无参的构造函数
    • 🎩带参的构造函数
  • 📒3. string的析构函数
  • 📒4. string的拷贝构造函数
    • 🔥 浅拷贝
    • 💧 深拷贝
  • 📒5. string类的运算符重载
  • 📒6. string容量相关函数
  • 📒7. string常用函数模拟
    • ⭐查找
    • ⭐ 添加
  • 📒8. 总结


前言:在C++中,string是一个极其重要且常用的类,它为我们提供了丰富的字符串操作功能。然而,了解其背后的实现原理,不仅可以帮助我们更好地使用它,还能让我们对C++的内存管理、模板编程等有更深入的理解。本文将带你走进C++字符串的世界,通过模拟实现一个简单的string类,来探索其内部机制

模拟实现string类,最主要是实现string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数


📒1. string类的成员变量

首先我们要先搞清楚string的成员变量,我们清楚string类在底层实际上就是一个字符指针,在模拟实现string之前,我们创建一个属于自己的命名空间来与库里面的区分

namespace pxt
{class string{public:const char* c_str() const // 为了能更好的实现,我们提前实现以下c.str{return _str;}private:// 成员变量char* _str; // 指向一段空间的指针size_t _size; // 有效字符串长度size_t _capacity; // 空间总大小};
}

📒2. string的构造函数

🎈无参的构造函数

string():_str(new char[1]{ '\0' }),_size(0), _capacity(0)
{}

注意:在调用无参的构造函数时,库里面并不只是开了空间,它还干了其他事情,所以我们在自己模拟现实时,一定不能用nullptr去初始化,否则就会出错,因此我们放一个'\0'进去!

std::string无参构造:
在这里插入图片描述


🎩带参的构造函数

string(const char* str = ""):_size(strlen(str)), _capacity(_size)
{_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);
}

在带参的构造函数因为常量字符串最后自带了一个'\0',因此我们什么都不用带


📒3. string的析构函数

~string()
{delete[] _str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;
}

string的析构函数非常简单,只需要将空间用delete释放,并且将各个指针置为空,将空间大小变为0


📒4. string的拷贝构造函数

🔥 浅拷贝

首先我们来看一段拷贝构造的模拟实现:

// 拷贝构造
string(const char* str = "")
{if (nullptr == str){return;}_str = new char[strlen(str) + 1];strcpy(_str, str);
}// 测试
void test_string()
{string s1("hello world");string s2(s1);
}

在这里插入图片描述

为什么会引发异常呢?

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

我们发现s1和s2都指向都一块空间,在释放时同一块空间是不可以被释放多次的,从而引起了崩溃,而这就是浅拷贝

浅拷贝: 也称位拷贝,编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源,最后就会导致多个对象共享同一份资源,当一个对象销毁时就会将该资源释放掉,而此时另一些对象不知道该资源已经被释放,以为还有效,所以当继续对资源进项操作时,就会发生发生了访问违规,

可以采用深拷贝解决浅拷贝问题,即:每个对象都有一份独立的资源,不要和其他对象共享


💧 深拷贝

// 我们用s作为s1的别名
string(const string& s)
{_str = new char[s._capacity + 1];strcpy(_str, s._str);
}

在这里插入图片描述

深拷贝:每个对象都有一份独立的资源,不要和其他对象共享

注意: 关于浅拷贝一定要引起重视!


📒5. string类的运算符重载

operator=
operator=上,我们有两种写法

// 传统写法
string& operator=(const string& s)
{if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1]; // 存放'\0'strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s.size();_capacity = s.capacity();}return *this;
}// 现代写法
string& operator=(string s)
{swap(_str, s._str); // swap库中存在,可以直接使用return *this;
}

传统写法

  • 传统写法函数的运用引用传参,通过创建中间变量,并开辟空间然后将参数拷贝进中间变量,再把这个中间变量的地址传给this,从而实现了operator=的功能

现代写法

  • 现代写法使用了库中的swap函数,从而让函数达到一个简洁的目的,该函数的参数是一个临时拷贝变量,深拷贝后,通过swap交换即可

operator<, operator==

bool operator<(const string& s) const
{return strcmp(_str, s._str) < 0; // 使用strcmp来比较字符串大小
}bool operator==(const string& s) const
{return strcmp(_str, s._str) == 0;
}

关于比较我们就讲这两个,对于其他的都可用operator<, operator==去进行推导!


📒6. string容量相关函数

size,capacity,resize,reverse


size_t size() const
{return _size;
}size_t capacity() const
{return _capacity;
}

size,capacity这两个函数的模拟实现相对简单,我们简单实现一下就可以


void reserve(size_t n)
{if (n > _capacity) // n < _capacity时,reserve不会作出回应{char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[]_str;_str = tmp;_capacity = n;}
}

reverse只会改变capacity的大小,并不会改变size的大小


void resize(size_t n, char ch = '\0')
{if (n < _size) // 当 n < _size时会将size变小到n{_str[n] = '\0';_size = n;}else // 当 n > _size时,就和reserve类似{reserve(n);while (n < _size){_str[_size++] = ch;}_str[_size] = '\0';}
}

resize与reserve类似会改变size大小,但是也会改变capacity大小


📒7. string常用函数模拟

⭐查找

// 查找单个字符
size_t find(char ch, size_t pos = 0)
{for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}return npos;
}
// 查找字符串
size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)
{// strstr为字符串匹配函数const char* p = strstr(_str + pos, sub);if (p){return p - _str;}else{return npos;}
}
// 返回以pos开头,len位置结尾的字符串
string substr(size_t pos, size_t len = npos)
{string s;if (len == npos || len + pos > _size){len = _size - pos;		}reserve(len);for (size_t i = pos; i < _size; i++){s += _str[i];}return s;
}

⭐ 添加

// 尾插单个字符
void push_back(char ch)
{if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';
}
// 插入字符串
void append(const char* str)
{size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, str);_size += len;
}string& operator+=(char ch)
{push_back(ch);return *this;
}string& operator+=(const char* str)
{append(str);return *this;
}

因为在添加中+=既可以添加字符也可以添加字符串,往往在日常中的使用频率是最高的,所以推荐大家使用+=来代替push_backappend


📒8. 总结

经过对STL中string的深入探索与模拟实现,我们仿佛揭开了一个隐藏在C++深处的奇妙世界。这个旅程不仅让我们对string这一基础数据类型有了更为深刻的理解,也让我们领略了STL背后的设计理念与精巧实现,让我们携手共进,共同走进C++字符串的奇妙世界!

在这里插入图片描述
谢谢大家支持本篇到这里就结束了,祝大家天天开心!
在这里插入图片描述

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.rhkb.cn/news/338687.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

图解 Python 编程(10) | 错误与异常处理

&#x1f31e;欢迎来到Python的世界 &#x1f308;博客主页&#xff1a;卿云阁 &#x1f48c;欢迎关注&#x1f389;点赞&#x1f44d;收藏⭐️留言&#x1f4dd; &#x1f31f;本文由卿云阁原创&#xff01; &#x1f4c6;首发时间&#xff1a;&#x1f339;2024年6月2日&…

uni-app全局弹窗的实现方案

背景 为了解决uni-app 任意位置出现弹窗 解决方案 一、最初方案 受限于uni-app 调用组件需要每个页面都引入注册才可以使用&#xff0c;此方案繁琐&#xff0c;每个页面都要写侵入性比较强 二、改进方案 app端&#xff1a;新建一个页面进行跳转&#xff0c;可以实现伪弹窗…

认识微服务,认识Spring Cloud

1. 介绍 本博客探讨的内容如下所示 什么是微服务&#xff1f;什么是springcloud&#xff1f;微服务和springcloud有什么关系&#xff1f; 首先&#xff0c;没有在接触springcloud之前&#xff0c;我写的项目都是单体结构&#xff0c; 但随着网站的用户量越来越大&#xff0c;…

list的简单模拟实现

文章目录 目录 文章目录 前言 一、使用list时的注意事项 1.list不支持std库中的sort排序 2.去重操作 3.splice拼接 二、list的接口实现 1.源码中的节点 2.源码中的构造函数 3.哨兵位头节点 4.尾插和头插 5.迭代器* 5.1 迭代器中的operator和-- 5.2其他迭代器中的接口 5.3迭代器…

【TCP协议中104解析】wireshark抓取流量包工具,群殴协议解析基础

Tcp ,104 ,wireshark工具进行解析 IEC104 是用于监控和诊断工业控制网络的一种标准&#xff0c;而 Wireshark则是一款常用的网络协议分析工具&#xff0c;可以用干解析TEC104 报文。本文将介绍如何使用 Wireshark解析 IEC104报文&#xff0c;以及解析过 程中的注意事项。 一、安…

C语言-01_HelloWord

文章目录 1.C程序运行机制2.HelloWorld的剖析① main()② 函数体③ printf()④ 标准库、头文件 3.输出3.1 printf()标准格式3.2 占位符3.3 输出格式 1.C程序运行机制 过程1&#xff1a;编辑 编写C语言源程序代码&#xff0c;并已文件的形式存储到磁盘中。源程序文件以“.c”作…

dubbo复习:(19)dubbo 和spring整合(老古董)

一、服务端依赖 <?xml version"1.0" encoding"UTF-8"?> <project xmlns"http://maven.apache.org/POM/4.0.0"xmlns:xsi"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"xsi:schemaLocation"http://maven.apache.org/POM…

【Linux】Linux工具——gcc/g++

1.使用vim更改信用名单——sudo 我们这里来补充sudo的相关知识——添加信任白名单用户 使用sudo就必须将使用sudo的那个账号添加到信用名单里&#xff0c;而且啊&#xff0c;只有超级管理员才可以添加 信用名单在/etc/sudoers里 我们发现它的权限只是可读啊&#xff0c;所以…

cocos入门5:编辑器界面介绍

Cocos Creator是一款功能强大的跨平台游戏开发工具&#xff0c;其编辑器界面设计直观易用&#xff0c;提供了从资源管理、场景编辑到脚本编写等一站式解决方案。下面是对Cocos Creator编辑器界面的详细介绍&#xff1a; 一、界面布局 Cocos Creator编辑器界面通常包含以下几个…

渲染100为什么是高性价比网渲平台?渲染100邀请码1a12

市面上主流的网渲平台有很多&#xff0c;如渲染100、瑞云、炫云、渲云等&#xff0c;这些平台各有特色和优势&#xff0c;也都声称自己性价比高&#xff0c;以渲染100为例&#xff0c;我们来介绍下它的优势有哪些。 1、渲染100对新用户很友好&#xff0c;注册填邀请码1a12有3…

IDeal下的SpringBoot项目部署

一、首先找到自己的sql文件&#xff0c;没有就从数据库挪进来 二、在Maven下打包一下&#xff08;点击package&#xff09;&#xff0c;看到BUILD SUCCESS就是打包好了 三、将上面两个文件分别挪到 linux 中对应的文件&#xff0c;没有就创建一个&#xff08;我的是spring_blog…

常见算法(基本查找、二分查找、分块查找冒泡、选择、插入、快速排序和递归算法)

一、常见算法-01-基本、二分、插值和斐波那契查找 1、基本查找/顺序查找 需求1&#xff1a;定义一个方法利用基本查找&#xff0c;查询某个元素是否存在 数据如下&#xff1a;{131&#xff0c;127&#xff0c;147&#xff0c;81&#xff0c;103&#xff0c;23&#xff0c;7&am…

WordPress子比主题美化-首页动态的图片展示

WordPress子比主题首页动态的图片展示 WordPress子比主题首页添加动态的图片展示&#xff0c;其他程序也可以用&#xff0c;复制代码到相应位置即可&#xff0c;也可作为指定分类&#xff0c;重点内容等&#xff0c;可以适合各个场景&#xff0c;需要的自取。 图片展示: 教程…

Spring源码之BeanDefinition的加载

Spring源码之BeanFactory和BeanDefinition BeanFactory和BeanDefinitionBeanFactoryBeanDefinition源码分析创建AnnotationConfigApplicationContext对象注册配置类refresh方法 BeanFactory和BeanDefinition BeanFactory BeanFactory是Spring提供给外部访问容器的根接口&…

MVC和MVVM

MVC Model层&#xff1a;用于处理应用程序数据逻辑的部分&#xff0c;通常负责在数据库中存取数据 View&#xff08;视图&#xff09;处理数据显示的部分。通常视图是依据模型数据创建的 Controller&#xff08;控制器&#xff09;是处理用户交互的部分。通常控制器负责从视…

Yolov10笔记

一、前言 清华大学团队设计的Yolov10. 在这项工作中&#xff0c;我们主要从后处理和模型结构两方面进一步优化YOLO系列模型的性能和延迟平衡。我们首先为YOLO引入了端到端训练的一致双重分配&#xff0c;这在大大降低推理延迟的情况下保证了性能。此外&#xff0c;我们针对YOLO…

养生与健康|一起跟随林曦老师养个元气满满

暄桐是一间传统美学教育教室&#xff0c;创办于2011年&#xff0c;林曦是创办人和授课老师&#xff0c;教授以书法为主的传统文化和技艺&#xff0c;皆在以书法为起点&#xff0c;亲近中国传统之美&#xff0c;以实践和所得&#xff0c;滋养当下生活。    在暄桐教室的六阶…

XCP协议系列介绍02-基于ASAP2 Tool-Set生成A2l介绍

本文框架 1. 前言2. ASAP2 Tool-Set系统介绍2.1 ASAP2 Creator介绍2.2 ASAP2 Updater介绍2.3 ASAP2 Merger介绍2.4 ASAP2 Comparer及Checker介绍2.5 ASAP2 Modifier介绍2.6 ASAP2 Studio介绍 3. 项目实操说明3.1 项目实操建议3.2 工具下载地址及使用 1. 前言 在XCP观测及标定整…

计算机网络期末复习(1)计算机网络在信息时代对的作用 计算机网络的定义和分类 三种交换方法

计算机网络在信息时代扮演着至关重要的角色&#xff0c;它极大地改变了我们生活、工作和学习的方式。 计算机网络在信息时代的作用 信息共享与传播&#xff1a;计算机网络使全球范围内的信息快速共享成为可能&#xff0c;无论是新闻、学术研究还是娱乐内容&#xff0c;都可以…

【C++】类和对象——构造和析构函数

目录 前言类的六个默认构造函数构造函数1.构造函数的概念2.构造函数的特性 初始化列表1.构造函数整体赋值2.初始化列表 析构函数1.析构函数的概念2.析构函数的特性 前言 类和对象相关博客&#xff1a;【C】类和对象   我们前面一个内容已经讲了关于类好对象的初步的一些知识&…