【C++】手动模拟String底层与深浅拷贝

在string类：版本、组件、构造、操作及应用和 C++中string的一些超常用函数 (附习题)这两篇文章中我们已经了解到了string，现在让我们再来手动实现模拟一下吧~

模拟实现string是为了更好的理解string函数的使用和深浅拷贝方面的知识~

总体整理了两张思维导图，大概是这个样子的，XMind资源已经上传啦，可以按需下载~

整体代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<iostream>
using namespace std;
namespace yzq
{
	class string
	{
	public:
	//string()//无参构造函数
	//	//初始化列表
	//	:_str(new char[1])//为了析构都是用delete[]，匹配使用
	//	,_size(0)
	//	,_capaicty(0)
	//{
	//	_str[0] = '\0';
	//}
	//string(const char*str)//带参构造函数
	//	
	//	 :_size(strlen(str))
	//{
	//     _capaicty = _size;
	//	 _str = new char[_capaicty+1];//因为有'\0'的存在所以多开一个空间
	//	 strcpy(_str, str);//拷贝
	//}
		typedef char* iterator;
		typedef const char* const_iterator;
		iterator begin()
		{
			return _str;
		}
		iterator end()
		{
			return _str + _size;
		}
		
		iterator begin()const 
		{
			return _str;
		}
		iterator end()const
		{
			return _str + _size;
		}

		string(const char* str="")//构造函数

			:_size(strlen(str))
		{
			if (_size == 0)
			{
				_capacity = 3;
			}
			else
			{
				_capacity = _size;
			}
			_str = new char[_capacity + 1];
			strcpy(_str, str);

		}

		string(const string& s)//拷贝构造
			:_size(s._size),
			_capacity(s._capacity)
		{
			//深拷贝
			_str = new char[_capacity + 1];//开辟一块空间
			strcpy(_str, s._str);//将s2的值传给s1
		}

		string& operator=(const string& s)//赋值 s1=s3
		{
			if (this != &s)//排除赋值本身的情况
			{
				char* tmp = new char[s._capacity + 1];
				strcpy(tmp, s._str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;
			}
				return *this;
		}

		size_t size()const
		{
			return _size;
		}

	 const char* C_str()//返回const char*类型的指针 
	{
		 return  _str;
	}
    
	  char& operator[](size_t pos)//operator[]
	 {
		 return _str[pos];
	 }
	  char& operator[](size_t pos)const //函数重载
	  {
		  return _str[pos];
	  }

	  bool operator==(const string& s)const //s1==s2
	  {
		  return strcmp(_str, s._str)==0;
	  }
	  bool operator<(const string& s)const //s1<s2
	  {
		  return strcmp(_str, s._str) < 0;
	  }
	  bool operator<=(const string& s)const //s1<=s2
	  {
		  return *this < s || *this == s;
	  }
	  bool operator>(const string& s)const //s1>s2
	  {
		  return !(*this <= s);
	  }
	  bool operator>=(const string& s)const //s1>=s2
	  {
		  //复用
		  return *this > s || *this == s;
	  }
	  bool operator!=(const string& s)const //s1!=s2
	  {
		  return !(*this == s);
	  }

	  void reserve(size_t n)//开辟空间
	  {
		  if (n > _capacity)//防止缩容的问题
		  {
			  char* tmp = new char[n + 1];//多开一个'\0'
			  strcpy(tmp, _str);
			  delete[]_str;
			  _str = tmp;
			  _capacity = n;//计算有效
		  }
	  }

	  void resize(size_t n,char ch)//开辟空间+初始化
	  {
		  if (n <= _size)//删除数据保留前n个
		  {
			  _size = n;
			  _str[n] = '\0';
		  }
		  else //n>_size
		  {
			  if (n >_capacity)//扩容
			  {
				  reserve(n);
			  }
			  int i = _size;
			  while (i < n)
			  {
				  _str[i] = ch;
				  i++;
			  }
			  _size = n;
			  _str[_size] = '\0';
		  }
	  }

	  void push_back(char ch)//尾插字符
	  {
		  if (_size + 1 > _capacity)
		  {
			  reserve(2 * _capacity);//开辟2倍空间
		  }
		  _str[_size] = ch;
		  _size++;
		  //ch是一个字符，所以用单独处理'\0'
		  _str[_size] = '\0';
	  }

	  void append(const char* str)//尾插 字符串
	  { 
		  int len = strlen(str);
		  if (_size + len > _capacity)
		  {
			  reserve(_size + len);
		  }
		  strcpy(_str + _size, str);//在原来的字符串后拷贝字符串
		  _size += len;
		  //str是一个字符串，本身带'\0'
	  }

	  string& operator+=(char ch)//+= 字符
	  {
		  push_back(ch);
		  return *this;
	  }
	  string& operator+=(const char* str)//+= 字符串 函数重载
	  {
		  append(str);
		  return *this;
	  }

	  string& insert(size_t pos, char ch)//在pos位置前插入字符ch
	  {
		  if (_size + 1 > _capacity)//扩容
		  {
			  reserve(2 * _capacity);
		  }
		  size_t end = _size + 1;
		  while (end > pos)
		  {
			  //把前面传给后面
			  _str[end] = _str[end - 1];
			  end--;
		   }
		  _str[pos] = ch;
		  _size++;
		  return *this;
	  }

	  string& insert(size_t pos, const char* str)//在pos位置前插入字符串str
	  {
		  int len = strlen(str);
		  if (_size + len > _capacity)//扩容
		  {
			  reserve(_size + len);
		  }
		  size_t end = _size + len;
		  while (end > pos+len-1)
		  {
			  //把前面传给后面
			  _str[end] = _str[end-len];
			  end--;
		  }
		  strncpy(_str + pos, str, len);//拷贝len个字节，不包含'\0'
		  _size += len;
		  return *this;
	  }

	  static const size_t npos = -1;
	  string& erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)//从pos位置开始删除len个数据
	  {
		  if (len==npos||pos+len>=_size)
		  {
			  //全部删除
			  _str[pos] = '\0';
			  _size = pos;
		  }
		  else
		  {
			  strcpy(_str + pos, _str +pos+len);//包含'\0'
			  _size -= len;
		  }
		  return *this;
	  }

	  void swap(string &s)//交换
	  {
		  std::swap(_str, s._str);
		  std::swap(_capacity, s._capacity);
		  std::swap(_size, s._size);
	  }

	  size_t find(char c, size_t pos =0)
	  {
		  int i = 0;
		  for (i = pos; i < size(); i++)
		  {
			  if (_str[i] == c)
			  {
				  return i;
			  }
		  }
		  return npos;	
	  }
	  size_t find(const char* str, size_t pos = 0)//从pos位置开始找子串
	  {
		  char*p=strstr(_str+pos, str);
		  if (p == nullptr)
		  {
			  return npos;
		  }
		  else
		  {
			  return p - _str;//指针相减为个数
		  }
	  }
	  void clear()//清空
	  {
		  _str[0] = '\0';
	  }
	~string()//析构
	{
		delete[]_str;
		_str = nullptr;
		_size = 0;
		_capacity = 0;
	}
	private:
		char* _str;
		size_t _size;
		size_t _capacity;
	};
	ostream& operator<<(ostream& out, const string&s)//<<
	{
		int i = 0;
		for (i = 0; i < s.size(); i++)
		{
			out << s[i];
		}
		return out;
	}
	istream& operator>>(istream& in,  string& s)//>>
	{
		s.clear();
		char ch = in.get();
		char buf[128];
		size_t index = 0;
		while (ch != ' ' && ch != '\n')
		{
			buf[index++] = ch;
			if (index == 127)//为了防止频繁扩容
			{
				buf[127] = '\0';
				s += buf;
				index = 0;
			}
			ch = in.get();
		}
		if (index != 0)
		{
			buf[index] = '\0';
			s += buf;
		}
		return in;
	}
	void print(const string& s)
	{
		string::const_iterator it = s.begin();
		while (it != s.end())
		{
			cout << *it << " ";
			it++;
		}
		cout << endl;
	}
	void test()
	{
		string s1;
		cin >> s1;
		cout << s1;
	}
}