前言
因为学习了string的相关知识，了解了string大部分接口的底层实现原理，所以我决定自己模拟实现一个mini版的string类，用来加深对string各方面知识的理解。 如果有错误或不足之处，还望各位读者小伙伴们指出。
一、包含的相关头文件
代码语言：javascript复制#include<iostream>
#include<assert.h>
#include<cstring>
using std::ostream;
using std::istream;
using std:: cout;
using std:: endl;二、构造和析构
1.构造函数
代码语言：javascript复制 //构造
string(const char* str = "")
{
size_t len = strlen(str);
_capacity = _size = len;
_str = new char[_capacity 1];
strcpy(_str, str);
}2.拷贝构造
1.传统写法
该对象自己一点一点的进行深拷贝
代码语言：javascript复制 //拷贝构造
string(const string& s)
{
_str = new char[s._capacity 1];
_size = s._size;
_capacity = s._capacity;
strcpy(_str, s._str);
}2.现代写法
找一个中间对象，让这个中间对象用参数的值进行直接构造，再将这个中间对象的内容与自己的内容进行交换。相较于传统写法，现代写法更加简洁。
代码语言：javascript复制 //拷贝构造
string(const string& s)
:_str(nullptr),//此处要注意将该对象的地址赋值为nullptr，否则析构中间对象时会因为发生野指针的访问而导致程序崩溃。
_size(0),
_capacity(0)
{
string temp(s);
swap(temp);
}此处的swap用的是string自己实现的swap，为什么不用库里的swap呢？因为库里的swap是进行深拷贝，会降低效率。我们自己实现的swap只需要进行浅拷贝，即将它们对应的资源进行交换即可。
代码语言：javascript复制 void swap(string& s)
{
std::swap(_str, s._str);
std::swap(_size, s._size);
std::swap(_capacity, s._capacity);
}3.赋值运算符重载
1.传统写法
代码语言：javascript复制 //赋值运算符重载
string& operator=(const string &s)
{
if (this != &s)
{
char* temp = new char[s._capacity 1];//用一个中间值记录新开辟的空间，如果开辟空间成功，再将该空间的地址给_str。避免因为开辟空间失败，_str原本的内容也销毁的情况发生。
strcpy(temp, s._str);
delete[] _str;
_str = temp;
_capacity = s._capacity;
_size = s._size;
}
return *this;
}2.现代写法
与拷贝构造的现代写法思想类似，可以使程序更加简洁。并且此处不需要专门定义一个中间对象，因为传值传参传过来的形参是实参拷贝构造出来的对象，它就是一个很好的中间对象，我们直接和它进行交换即可。
代码语言：javascript复制 //赋值运算符重载
string& operator=(string s)
{
swap(s);
return *this;
}4.析构函数
代码语言：javascript复制 //析构
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;//释放指针所指向的空间后要将该指针置为空（避免出现野指针的非法访问）
_size = _capacity = 0;
}三、iterator
迭代器是一个使用起来像指针的东西，实际上string的迭代器就是char*类型的指针，因此我们先在最开始进行typedef
代码语言：javascript复制typedef char* iterator;定义两个迭代器：分别指向字符串开头和结尾
代码语言：javascript复制 iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _str _size;
}四、modify
1.push_back(尾插一个字符）
string只提供了push_back的接口没有提供头插的接口，因为头插需要移动数据，效率很低，所以尽量不要在string中使用头插。
代码语言：javascript复制 void push_back(char c)
{
if (_size == _capacity)
{
size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;//要考虑到如果初始字符串的容量为0的情况
reserve(newcapacity);
_capacity = newcapacity;
}
_str[_size ] = c;
_str[_size] = ' ';
}2.append（尾插一个字符串）
代码语言：javascript复制 void append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (len _size > _capacity)
{
reserve(len _size);
}
strcpy(end(), str);
_size = len;
}3.运算符重载 =
1.尾插字符
尾插一个字符（复用尾插）
代码语言：javascript复制 string& operator =(char c)
{
push_back(c);
return *this;
}2.尾插字符串
尾插一个字符串（复用append）
代码语言：javascript复制 string& operator =(const char* str)
{
append(str);
return *this;
}4.clear
清除string中所有元素
代码语言：javascript复制 void clear()
{
_size = 0;
_str[0] = ' ';
}5.insert
1.插入一个字符
在字符串某位置插入一个字符：
代码语言：javascript复制 // 在pos位置上插入字符c/字符串str
string& insert(size_t pos, char c)
{
assert(pos <= _size);
if (_size 1 > _capacity)
{
reserve(_size 1);
}
for (size_t i = _size 1; i > pos; --i)//要注意避免i减为-1变成一个极大的无符号数，导致死循环
{
_str[i] = _str[i - 1];
}
_str[pos] = c;
_size;
return *this;
}2.插入一个字符串
在字符串某位置插入一个字符串：
代码语言：javascript复制 string& insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos <= _size);
size_t i = 0;
size_t len = strlen(str);
if (_size len > _capacity)
{
reserve(_size len);
}
for (i = _size len; i > pos len - 1; --i)
{
_str[i] = _str[i - len];
}
strncpy(_str pos, str, len);
_size = len;
return *this;
}6.erase
删除从字符串某位置开始，某长度的子串（如果不说明删除子串的长度，则默认从开始位置到最后的所有内容都删除）
代码语言：javascript复制 // 删除pos位置上的元素
string& erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
if (len == npos || pos len > _size)
{
_str[pos] = ' ';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str pos, _str pos len);
_size -= len;
}
return *this;
}五、capacity
1.size
类外成员不能直接访问类的私有属性/数据，因此需要提供一个接口进行访问数据，但是要对数据进行保护，因此用了const传参和传值返回。 访问string中的元素个数。
代码语言：javascript复制 size_t size()const
{
return _size;
}2.capacity
访问string的容量。
代码语言：javascript复制 size_t capacity()const
{
return _capacity;
}3.empty
判断字符串是否为空。
代码语言：javascript复制 bool empty()const
{
if (_size == 0)
{
return true;
}
return false;
}4.resize
修改字符串的元素个数，可以尾插指定的字符，未指定则默认插入’ ’。
代码语言：javascript复制 void resize(size_t n, char c = ' ')//更改元素个数
{
if (n <= _size)
{
_size = n;
_str[_size] = ' ';
}
else
{
reserve(n);//先扩容，再加元素
for (size_t i = _size; i < n; i)
{
_str[i] = c;
}
_str[n] = ' ';
_size = n;
}
}5.reserve
修改字符串的容量。
代码语言：javascript复制 void reserve(size_t n)//更改容量大小
{
if (n > _capacity)
{
char* temp = new char[n 1];//先开空间再拷贝值（避免因为空间开辟失败的异常使_str原地址也丢失了）
strcpy(temp, _str);
delete[] _str;
_str = temp;
_capacity = n;
}
}六、access
访问字符串中的字符，运算符[]重载。
1.普通对象的接口（可读可写）
代码语言：javascript复制 char& operator[](size_t index)//普通对象的接口（可读可写）
{
assert(index < _size);
return _str[index];
}2.const对象的接口（只读）
代码语言：javascript复制 const char& operator[](size_t index)const//const对象的接口（只读）
{
assert(index < _size);
return _str[index];
}七、relational operators
1.运算符<重载
代码语言：javascript复制 bool operator<(const string& s)
{
size_t len = _size < s._size ? _size : s._size;
for (size_t i = 0; i < len; i)
{
if ((*this)[i] >= s[i])
{
return false;
}
return true;
}
}2.运算符>重载
代码语言：javascript复制 bool operator>(const string& s)
{
size_t len = _size < s._size ? _size : s._size;
for (size_t i = 0; i < len; i)
{
if ((*this)[i] <= s[i])
{
return false;
}
return true;
}
}3.运算符<=重载
复用>。
代码语言：javascript复制 bool operator<=(const string& s)
{
return !(*this > s);
}4.运算符>=重载
复用<。
代码语言：javascript复制 bool operator>=(const string& s)
{
return !(*this < s);
}5.运算符==重载
复用<和>。
代码语言：javascript复制 bool operator==(const string& s)
{
return (!((*this) < s)) && (!((*this) > s));
}6.运算符!=重载
复用==。
代码语言：javascript复制 bool operator!=(const string& s)
{
return !((*this) == s);
}八、String operations
1.find
1.找字符
找一个字符第一次在字符串中出现的下标
代码语言：javascript复制 // 返回c在string中第一次出现的位置(下标)
size_t find(char c, size_t pos = 0) const
{
assert(pos < _size);
for (size_t i = 0; i < _size; i)
{
if ((*this)[i] == c)
{
return i;
}
}
return npos;
}2.找子串
找一个子串第一次出现在字符串中的下标 复用C语言对字符串的操作——strstr函数（在一个字符串中找子串）
代码语言：javascript复制 // 返回子串s在string中第一次出现的位置(下标)
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const
{
assert(pos < _size);
const char* ptr = strstr(_str pos, s);
if (ptr == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return ptr - _str;
}
}也可以一个字符一个字符的遍历寻找：
代码语言：javascript复制 // 返回子串s在string中第一次出现的位置(下标)
size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const
{
assert(pos < _size);
size_t i = 0;
while (i < _size)
{
int flag = 0;
if ((*this)[i] == s[0])
{
size_t k = i;
for (size_t j = 0; j < strlen(s); j, k)
{
if ((*this)[k] != s[j])
{
flag = 1;
}
}
if (flag == 0) return i;
}
i ;
}
return npos;
}2.c_str
返回字符串的地址
代码语言：javascript复制 const char* c_str()const
{
return _str;
}九、Non-member function overloads
1.流插入
代码语言：javascript复制 ostream& operator<<(ostream& _cout, const string& s)
{
for (size_t i = 0; i < s.size(); i )
{
_cout << s[i];
}
return _cout;
}2.流提取
代码语言：javascript复制 istream& operator>>(istream& _cin, string& s)
{
s.clear();//将原来s中的值清除
char buff[128] = { ' ' };
size_t i = 0;
char ch = _cin.get();//这里不能使用getc或者scanf函数的原因是他们都是按照空格' '或者换行'n'进行分割内容的，所以无法取到空格和换行，因此只能用get()
while (ch != ' ' || ch != 'n')
{
if (i == 127)//缓存部分满了
{
s = buff;//将内容存入s，同时将缓存部分情况
i = 0;
}
buff[i ] = ch;
ch = _cin.get();
}
return _cin;
}十、私有属性
代码语言：javascript复制 private:
char* _str;
size_t _capacity;
size_t _size;
const static size_t npos = -1;//只有这个特例可以这样定义，其他static数据成员都要在类内声明，在类外定义。总结
以上就是今天要讲的内容，本文介绍了作者自己实现的string类的相关类成员函数，如果文章中的内容有错误或者不严谨的部分，欢迎大家在评论区指出，也欢迎大家在评论区提问、交流。 最后，如果本篇文章对你有所启发的话，希望可以多多支持作者，谢谢大家！
