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string模拟实现reserve
这里实现的是扩容
扩容这里是可以实现缩容,可以实现扩容,这里主要实现的就是扩容的实现,这里实现缩容的实现
//扩容(reserve扩容是不更新_size的,因为你只是扩容,_size==_capacity) void string::reserve(size_t n) {assert(n >= 0);//扩容//扩容这里是需要拷贝空间的//不能直接new加空间,new存在的意义是开辟空间,不能像realloc一样扩容,但是realloc底层其实也是malloc,然后和这个逻辑一样if (n > _size){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;} }
代码解释
- 首先我们断言一下,因为
size_t
是无符号整数类型,所以肯定的大于等于0- 这里我们判断是不是需要扩容,如果是需要扩容我们继续进行逻辑的实现
- 扩容的时候我们是需要创建一个新的空间的,然后析构旧空间,让_str指向新的空间
- 更新_capacity,注意这里是_size不做更新的,因为这里只是扩容,不是输入什么字符
string模拟实现尾插push_back
尾插的实现是很简单的:
//尾插的实现void string::push_back(char ch){if (_capacity == _size){//这里是不能使用_size的,_size是空间里面包含的个数//_size == 0 ? 4 : _capacity * 2;//reserve(_size);reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] = ch;_size++;_str[_size] = '\0';}
代码解释:
- (_capacity == _size)首先判断是不是需要扩容
- reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);如果空间是0的情况下,我们需要给初始空间
- 插入数值,更新_size
注意事项:
- 这里我们可以看到:_str[_size] = '\0';,我们在尾部插入字符0,这里是很关键的一步骤,因为如果你的优化开的比较大,那么有的编译器会直接自己给你加上字符\0,但是按照实际书写来说的话,其实这里是需要我们自己加上的
- 如果我们不加上字符\0,就会导致打印的时候把后面没有初始化的空间打印出来
- 我们加上之后,就不会产生这样的问题
- 1,原因解释,因为我们在尾插的时候,首先字符\0就是占据一个空间的,但是这个空间是不计入个数的。
2,其次,这个空间就在字符计数的下一个,所以我们尾插,包括append的实现,都是会直接把这个\0的位置给直接替换,所以需要追加字符\0。
3,除非我们再实现一个向后移动,但是没有必要。
4,或者我们实现运算符重载+=,我们利用+=来实现,但是我还是觉得没有必要,因为的+=我们是复用append,而且是直接string这个类来接受,如果再实现一个字符串的+=会导致代码的冗余,所以此时是最优解
5,这里我们可以看见,这里我们的+=是直接返回整个类的,如果只是改变字符串不改变整个类,那么是没有必要的
string模拟实现append
- append我们主要实现的是插入字符和字符串,这两个核心功能,并且也都是实现尾插
- 对于指定位置插入字符串,我们会在insert这个接口实现,
- 我们的目的是在实现的过程里面更加区分不同接口的作用
//随机插入的实现,插入字符,插入字符串void string::append(char ch){if (_capacity == _size){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);} _str[_size] = ch;_size++;_str[_size] = '\0';//这里relase会进行优化,但是debug不会进行优化,所以是需要加上字符\0的}void string::append(const char* str){size_t len = strlen(str);if (len + _size > _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);if (len + _size > _capacity)reserve(len + _size);}//参数//目的地//指向要复制内容的目标数组的指针。//来源//要复制的 C 字符串strcpy(_str + _size, str);_size += len;}
字符插入的代码解释:
- 这里字符的插入的实现逻辑和尾插的实现逻辑差不多,所以不做过多赘述
字符串插入的代码解释:
- 首先我们需要判断,插入的字符串的长度和现有_size的长度,会不会超过存储空间,超过空间了,我们一般是采取二倍扩容,如果二倍扩容还是不够的情况下,此时我们需要再次扩容
- strcpy
- 我们实现扩容之后,我们只需要了解strcmp的特性就可以,我们直接把需要插入的字符串拷贝到_str里面可以,这里有一点就是,我们是从\0开始拷贝的,我们把\0给覆盖了。因为拷贝过来的字符串是包含\0的
string模拟实现+=
这里其实就是复用append,比较简单,直接上代码
//尾插的实现string& string::operator+=(char ch){append(ch);return *this;}string& string::operator+=(const char* str){append(str);return *this;}
注意事项:
- 我们只需要返回的时候返回这个对象,也就是*this,因为+=是对象本身是需要发生改变的
string模拟实现insert
这里是有一点难度的,难度不大,主要是边界问题的处理,这里的图解会涉及的多一点
插入字符:
//插入+添加字符串void string::insert(size_t pos, char ch){//这里需要断言一下,无符号整形如果传递是负值,就会导致传递一个非常大的数值//但是我们不需要断言插入的数值是否小于_size,因为当大于_size的时候,会把空格当做字符,进行移动,当然前提是\0在空间结束之前,调试的时候可以看出来assert(pos >= 0);//判断需不需要扩容if (_capacity == _size){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}//移动的两种方式//1,end=_size,往后移动,进行插入->弊端,会产生越界的行为,我们需要进行修正//2,end=_size+1,往后移动,进行插入int end = _size + 1;while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];end--;}_str[pos] = ch;_size++;}
代码解释
- 首先我们进行断言,这里断言直接大于0就可以,如果按照下图\0是会往后移动的
- 我们判断插入此时空间是不是满了,满了是需要扩容的
核心代码讲解(不推荐的方式):
- 第一种方式:
1,如果我希望在pos==0这个位置插入一个字符2,那么此时我就需要把所有的数值往后移动,那么我们就涉及到一点,我们可以指向已知的最后一个字符,设置为end
2,但是这样是存在弊端的,我们看代码是可以发现的,我们的循环条件是end>=pos
我们的条件不能是end>pos,当pos==0的时候,这样就会导致end在pos==1的位置停下来
3,当我们end>=pos,当end==0的时候,依旧会继续循环,然后end---,最后越界,最后我们才能在pos的位置进行插入
4,但是需要清楚一点的是,pos是size_t类型的,是无符号整形,所以我们需要转换为int类型,从而进行对比
5,所以这一种方式是不推荐的- 第二种方式(比较推荐的方式):
这里实现的关键是要把插入的字符计入到总的空间里面,此时不会产生越界的情况
此时我们的循环条件只是end>pos
当等于pos的时候,就会停止循环
插入字符串:
这里我们直接上代码,并且实现方式我们依旧是采取第二种实现方式进行实现
void string::insert(size_t pos, const char* str){assert(pos >= 0);//判断是不是需要扩容int len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);if (_size + len > _capacity)reserve(_size + len);}//留出来插入字符的空间int end = _size + len;//end>while (end > pos + len - 1)//这里是需要等于的,因为需要把数值赋值给_str[end] = _str[end - len];{_str[end] = _str[end - len];end--;}//进行插入for (size_t i = 0; i <len; i++){_str[pos + i] = str[i];}//更新长度_size += len;}
代码解释:
- 我们依旧是需要判断是不是需要扩容
核心代码讲解:
- 留出充足的移动的空间
- 进行移动
移动的时候我们是不能直接移动到pos这个位置的,这样会导致越界的行为- 进行插入
string模拟实现earse
earse的实现,我们主要是实现指定位置删除指定长度
不传递参数会有缺省参数
//头文件 //删除字符+删除字符串void earse(size_t pos, size_t len = npos);private://这里本质上就是字符串的增删查改,所以和数据结构是有点像的char* _str;size_t _size;size_t _capacity;//C++静态成员变量,规定静态成员变量必须是类里面声明,类外面定义,但是C++还规定,int类型是可以类里面声明,类里面定义的static const int npos = -1;
//实现文件//删除字符+删除字符串 //这里是pos指的是下标 void string::earse(size_t pos, size_t len) {assert(pos >= 0);//这种情况下,就是从pos位置开始往后全部删除// || len == npos,这里不需要再这样,因为这里是无符号整形,也就是我们传递是npos==-1,但是我们接受的是一个很大的数值,所以已经确定了是直接全部删除的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;} }
注意事项:
- 首先我们看npos,因为npos是一个默认的缺省参数,因为npos在很多地方都会用到,所以我们给到一个静态成员变量
- 我们给npos是一个-1的数值,因为npos是一个无符号整形,-1就会直接给到一个最大值。
- 关于静态成员变量,类里面定义,类外面初始化的问题。这里刚好有一个点就是,C++给整形,也就是int类型开了一个后门,就是只有int类型可以类里面定义,类里面初始化
代码解释:
- 首先我们得知道我们删除的字符的长度是多少,如果pos所在位置到尾部最后一个位置的字符只有三个,你需要删除的有四个,其实就没有必要了,直接在pos这里插入字符\0就可以,并且更新_size
- 如果不是这样的情况,也就是从中间删除一段字符,此时我们只需要把后面的字符移动到中间那一段字符就可以,进行覆盖最后在后面插入字符串
移动的时候我们是需要移动到_str[_size]这个位置的,这个位置是\0,所以最后我们是不需要插入字符\0的- 最后更新_szie