C++ String部分成員模擬實現流程詳解

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string類的成員設計

	class string
	{
	private:
		char* _str;
		int _size;
		int _capacity;
	};

說明：以下的五個成員函數的模擬實現，均去除瞭_size 和_capacity成員變量,目的是為瞭更方便解釋重點。在五個成員函數模擬後，會對string類的設計進行補全。

普通構造函數的模擬

我們是否可以使用默認構造函數來初始化對象？在這種情況下是萬萬不能的！要記住默認的構造函數對自定義類型會去調用它自己的構造函數進行初始化，而對於內置類型是不做處理的，此時我們的成員變量_str的類型是內置類型，不會被初始化，所以一定要自己寫構造函數。

//這種構造函數是否可行？
string(const char* str)
{
	_str = str;
}

這種寫法做不到用字符串構造一個對象。

原因：這樣會使得str和_str指向的都是同一塊空間。str會影響到_str.

所以正確的做法是，給_str分配一塊屬於自己的空間，再把str的值拷貝給_str.

string(const char* str)
{
	_str = new char[strlen(str) + 1]; //要多給一個'\0'的空間
	strcpy(_str, str);
}

修一下小細節：

1.實例化對象的時候是支持無參構造的，所以可以給參數一個缺省值""，裡面自己隱藏的有一個\0.如果沒有傳參數，則使用缺省值。

string(const char* str = "")
{
	_str = new char[strlen(str) + 1]; //要多給一個'\0'的空間
	strcpy(_str, str);
}

拷貝構造函數的模擬

看瞭普通構造函數的模擬實現以後，最不應該犯的錯就是把一個string對象的數據直接給瞭另一個string對象

所以直接甩代碼

string(const string& s)
{
	_str = new char[strlen(s._str) + 1];
	strcpy(_str, s._str);
}

當然，如果有前面所寫普通構造函數，還可以利用普通構造函數來拷貝構造一個對象。

//還可以借助普通構造函數
string(const string& s)
	:_str(nullptr)
{
	string tmp(s._str);
	swap(_str, tmp._str);
}

賦值重載函數的模擬

這裡重載賦值，是為瞭把一個已經存在的string對象的數據給另一個已經存在的string對象。

也就意味著，兩個對象均有自己的空間。不要把string對象的_str直接賦值，否則析構的時候會析構兩次，並且這兩個string對象由於_str使用的是同一塊空間，會相互之間影響。

string& operator=(const string& s)
{
	delete[] _str; //把原來的空間釋放掉
	_str = new char[strlen(s._str) + 1]; //給一塊新的空間
	strcpy(_str, s._str);;
}

上面這種方法是不行的。

1.不排除自己給自己賦值的情況，自己都給釋放瞭，拿什麼來賦值？

2.使用delete先釋放，隻要地址正確無論如何都會釋放成功，但是new一塊空間不一定會成功，如果一開始就給釋放瞭，而我去申請空間卻申請不到，那就是不僅沒有賦值成功，還把我自己原本有的給丟瞭。

//正確的寫法
string& operator=(const string& s)
{
	if (this != &s)
	{
		char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
		strcpy(tmp, s._str);
		delete[] _str;
		_str = tmp;	
	}
	return *this; //如果自己給自己賦值，那就返回自己
}

還可以使用傳值的方法

string& operator=(string s)
{
	swap(_str, s._str);
	return *this;
}

String的析構函數模擬

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

補全上述的成員函數

//因為std庫裡原本有一個string，所以這裡加上一個命名空間，防止命名污染
namespace YDY
{
	class string
	{
	public:
		string(const char* str = "")
			:_size(strlen(str))
			,_capacity(_size)
		{
			_str = new char[_capacity + 1]; //要多給一個'\0'的空間
			strcpy(_str, str);
		}
		string(const string& s)
			:_str(nullptr)
			,_size(s._size)
			,_capacity(s._capacity)
		{
			string tmp(s._str);
			swap(_str, tmp._str);
		}
		string& operator=(const string& s)
		{
			if (this != &s)
			{
				char* tmp = new char[strlen(s._str) + 1];
				strcpy(tmp, s._str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;
			}
			return *this;
		}
		~string()
		{
			if (_str)
			{
				delete[] _str;
				_str = nullptr;
			}
			_size = _capacity = 0;
		}
	private:
		char* _str;
		int _size;
		int _capacity;
	};
	void test()
	{
		string s1;
		string s2(s1);
		string s3 = s1;
	}
}

迭代器的簡單模擬

		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;
		}

其他成員函數的模擬

		const char* c_str()
		{
			return _str;
		}
		size_t size()
		{
			return _size;
		}
		char& operator[](size_t pos)
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}
		const char& operator[](size_t pos) const
		{
			assert(pos < _size);
			return _str[pos];
		}
		//reserve
		void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				//擴容到n+1
				//tmp是內置類型，
				char* tmp = new char[n + 1];
				strcpy(tmp, _str);
				delete[] _str;
				_str = tmp;

				_capacity = n;
			}
		}
		//
		void push_back(char c)
		{
			//空間不夠，擴容
			if (_size == _capacity)
			{
				//擴容
				reserve(_size + 1);
			}
			_str[_size] = c;
			_size++;
			_str[_size] = '\0';
		}
		void append(const char* str)
		{
			int len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				//增容
				reserve(_size + len);
			}
			strcpy(_str + _size, str);
			_size += len;
		}
		string& operator+=(char ch)
		{
			push_back(ch);
			return *this;
		}
		string& operator+=(const char* str)
		{
			//復用追加函數append()
			append(str);
			return *this;
		}
		//任意位置的插入
		string& insert(size_t pos, char ch)
		{
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_size + 1);
			}
			//開始插入
			int end = _size + 1;
			//找到pos的位置,並留出pos的位置以便插入
			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);
			size_t len = strlen(str);
			if (_size + len > _capacity)
			{
				//增容
				reserve(_size + len);
			}
			//找到pos的位置，並且留出要插入的位置
			size_t end = _size + len;
			while (end > pos)
			{
				_str[end] = _str[end - len];
				end--;
			}
			//開始插入
			strncpy(_str + pos, str, len);
			return *this;
		}
		//從pos的位置開始刪除len的長度
		string& erase(size_t pos = 0, size_t len = std::string::npos)
		{
			assert(pos < _size);
			if (len == std::string::npos || pos + len > _size)
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
				_size -= len;
			}
			return *this;
		}

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