文章目录

• 一、传统版写法的string类
• 二、现代版写法的string类
• 三、string类的模拟实现

在面试中，面试官总喜欢让学生自己来模拟实现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。

一、传统版写法的string类

namespace ts
{
	class string
	{
	public:
		//s1("hello world");
		string(const char* str)
			:_str(new char[strlen(str) + 1])
		{
			strcpy(_str, str);
		}

		//s2(s1)深拷贝，不写默认拷贝构造是按字节拷贝(浅拷贝)
		string(const string& s)
			:_str(new char[strlen(s._str) + 1])
		{
			strcpy(_str, s._str);
		}

		s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)//防止s3 = s3
		//	{
		//		delete[] _str;
		//	    _str = new char[strlen(s._str) + 1];
		//		strcpy(_str, s._str);
		//	}

		//	return *this;
		//}

		//s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		string& operator=(const string& s)
		{
			if (this != &s)//防止s3 = s3
			{
				//防止new失败
				char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];//new失败直接抛异常
				strcpy(tmp, s._str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
			}

			return *this;
		}

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

	private:
		char* _str;
	};
	
}

二、现代版写法的string类

//实现一个简洁版的string
namespace ts
{
	class string
	{
	public:
		//s1("hello world");
		string(const char* str)
			:_str(new char[strlen(str) + 1])
		{
			strcpy(_str, str);
		}

		//现代写法
		//s2(s1)深拷贝，不写默认拷贝构造是按字节拷贝(浅拷贝)
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)//必须指向空，交换以后tmp._str不会指向随机
		{
			string tmp(s._str);
			swap(_str, tmp._str);
		}

		//现代写法
		//s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		string& operator=(const string& s)
		{
			if (this != &s)//防止s3 = s3
			{
				string tmp(s);
				swap(_str, tmp._str);
			}

			return *this;
		}

		//现代写法
		//s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		string& operator=(string s)
		{
			swap(_str, s._str);
			return *this;
		}

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

	private:
		char* _str;
	};

}

三、string类的模拟实现

namespace ts
{
	class string
	{
	public:
		//迭代器
		typedef char* iterator;
		typedef const char* const_iterator;

		iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}

		const_iterator begin() const
		{
			return _str;
		}
		const_iterator end() const
		{
			return _str + _size;
		}

		//string s1;不直接给nullptr
		/*string()
			:_str(new char[1])
			,_size(0)
			,_capacity(0)
		{
			_str[0] = '\0';
		}*/

		//s1("hello world");
		string(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
			,_capacity(_size)
		{
			_str = new char[_capacity + 1];
			strcpy(_str, str);
		}
		
		void swap(string& s)
		{
			std::swap(_str, s._str);
			std::swap(_size, s._size);
			std::swap(_capacity, s._capacity); 
		}

		//传统写法
		s2(s1)深拷贝，不写默认拷贝构造是按字节拷贝(浅拷贝)
		//string(const string& s)
		//	:_size(s._size)
		//	,_capacity(s._capacity)
		//{
		//	_str = new char[_capacity + 1];
		//	strcpy(_str, s._str);
		//}
		
		//现代写法
		//s2(s1)深拷贝，不写默认拷贝构造是按字节拷贝(浅拷贝)
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
			,_size(0)
			,_capacity(0)
		{
			string tmp(s._str);
			swap(tmp);
		}

		//传统写法
		s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)//防止s3 = s3
		//	{
		//		delete[] _str;
		//	    _str = new char[strlen(s._str) + 1];
		//		strcpy(_str, s._str);
		//	}

		//	return *this;
		//}

		//传统写法
		s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		//string& operator=(const string& s)
		//{
		//	if (this != &s)//防止s3 = s3
		//	{
		//		//防止new失败
		//		char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];//new失败直接抛异常
		//		strcpy(tmp, s._str);
		//		delete[] _str;
		//		_str = tmp;
		//		_size = s._size;
		//		_capacity = s._capacity;
		//	}

		//	return *this;
		//}

		//现代写法
		//s3 = s1 不写默认也是按字节拷贝
		string& operator=(string s)
		{
			swap(s);
			return *this;
		}

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

		const char* c_str() const
		{
			return _str;
		}

		size_t size() const
		{
			return _size;
		}

		char& operator[](size_t pos)
		{
			return _str[pos];
		}

		const char& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}

		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				char* tmp = new char[n + 1];
				strcpy(tmp, _str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_capacity = n;
			}
		}

		void resize(size_t n, char ch = '\0')
		{
			if (n <= _size)
			{
				_str[n] = '\0';
				_size = n;
			}

			else
			{
				if (n > _capacity)
				{
					reserve(n);
				}

				memset(_str + _size, ch, n - _size);
				_size = n;
				_str[_size] = '\0';
			}
		}

		void push_back(char ch)
		{
			//if (_size == _capacity)
			//{
			//	reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);//防止string s1; s1 += 'x';
			//}

			//_str[_size] = ch;
			//++_size;
			//_str[_size] = '\0';

			insert(_size, ch);
		}

		void append(const char* str)
		{
			/*size_t len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				reserve(_size + len);
			}

			strcpy(_str + _size, str);
			_size += len;*/

			insert(_size, str);
		}

		string& operator+=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}

		string& operator+=(const char* str)
		{
			append(str);
			return *this;
		}

		size_t find(char ch)
		{
			for (size_t i = 0; i < _size; i++)
			{
				if (_str[i] == ch)
				{
					return i;
				}
			}

			return npos;
		}

		size_t find(const char* str, size_t pos = 0)
		{
		
			char* ptr = strstr(_str + pos, str);//查找子串
			if (ptr == nullptr)
			{
				return npos;
			}

			return ptr - _str;
		}

		string& insert(size_t pos, char ch)
		{
			assert(pos <= _size);
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
			}

			//当在0位置插入时会出错
			//size_t end = _size;
			//while (end >= pos)
			//{
			//	_str[end + 1] = _str[end];
			//	--end;
			//}

			//_str[pos] = ch;
			//++_size;
			//return *this;

			size_t end = _size + 1;
			while (end > pos)
			{
				_str[end] = _str[end - 1];
				--end;
			}

			_str[pos] = ch;
			++_size;
			return *this;
		}

		string& insert(size_t pos, const char* str)
		{
			assert(pos <= _size);
			int 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;
		}

		string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
		{
			assert(pos < _size);
			if (len == npos || len + pos >= _size)
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
				_size -= len;
			}

			return *this;
		}

		void clear() 
		{
			_str[0] = '\0';
			_size = 0;
		}

	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;//不包含'\0'

		static const size_t npos;
	public:
		
	};

	const size_t string::npos = -1;
	//s1 < s2
	//"abcd" "abcde" 1
	//"abcde" "abcd" 0
	//"abdc" "abcd"  0
	bool operator<(const string& s1, const string& s2)
	{
		/*size_t i1 = 0;
		size_t i2 = 0;
		while (i1 < s1.size() && i2 < s2.size())
		{
			if (s1[i1] < s2[i2])
			{
				return true;
			}

			else if(s1[i1] > s2[i2])
			{
				return false;
			}

			else
			{
				++i1;
				++i2;
			}

		}

		return i2 <  s2.size() ? true : false;*/

		return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) < 0;
	}

	bool operator==(const string& s1, const string& s2)
	{
		return strcmp(s1.c_str(), s2.c_str()) == 0;
	}

	bool operator<=(const string& s1, const string& s2)
	{
		return (s1 < s2) || (s1 == s2);
	}

	bool operator>(const string& s1, const string& s2)
	{
		return !(s1 <= s2);
	}

	bool operator>=(const string& s1, const string& s2)
	{
		return !(s1 < s2);
	}

	bool operator!=(const string& s1, const string& s2)
	{
		return !(s1 == s2);
	}

	ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
	{
		/*for (auto ch : s)
		{
			out << ch;
		}*/

		for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			out << s[i];
		}

		return out;

	}

	istream& operator>>(istream& in, string& s)
	{
		s.clear();
		char ch = in.get();
		while (ch != ' ' && ch != '\n')
		{
			s += ch;
			ch = in.get();
		}

		return in;
	}
}