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经典的string类问题
大厂在面试中#xff0c;面试官总喜欢让学生自己来模拟实现string类#xff0c;最主要是实现string类的增、删、查、改、构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。大家看下自己可不可以写一个string类#xff1f;
cla…STL讲解——模拟实现string
经典的string类问题
大厂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类的增、删、查、改、构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。大家看下自己可不可以写一个string类
class string
{
public:string(const char* str ){// 构造string类对象时如果传递nullptr指针认为程序非法此处断言下if(nullptr str){assert(false);return;}_str new char[strlen(str) 1];strcpy(_str, str);}~string(){if(_str){delete[] _str;_str nullptr;}}private:char* _str;
};大家肯定会想想我刚刚这样设计一个string类吧可是你不觉得少了好多东西吗
缺少什么呢 1.缺少拷贝构造、赋值构造函数虽然可以默认生成但是都是浅拷贝 这种开辟空间的类肯定是不行的析构函数会多次析构同一片区域。 2.增删查改一个都没有。 3.析构函数需要自己编写。 4.iterator和re_iterator也没有编写还有const形式的。
仔细讲解一下为什么浅拷贝会引起报错 就是说浅拷贝是有个同学的抄你作业把你的名字都给抄上了这肯定有问题呀一个班有两个你老师一定要批评叫你家长呢回到编译器方面一个地址被释放一次变为空可是还要再释放一次该地址就变成了野指针了释放野指针肯定会报错呀。freenullptr是没问题的哦但是释放野指针就会报错了
浅拷贝
浅拷贝也称位拷贝编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源最后就会导致多个对象共 享同一份资源当一个对象销毁时就会将该资源释放掉而此时另一些对象不知道该资源已经被释放以为 还有效所以 当继续对资源进项操作时就会发生发生了访问违规。要解决浅拷贝问题C中引入了深拷 贝。
深拷贝
如果一个类中涉及到资源的管理其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情 况都是按照深拷贝方式提供。 也就是说我单独开一个空间把我要复制的内容都复制过来复制到了一个新空间容器中等于这两个除了里面的内容一样但是空间地址不一样了。
开始写正确的string类
先写一个命名空间把自己设计的类放到你自己写的命名空间中防止你有时候和std中的string冲突了。 以后自己写代码时最好不要把std库里面的东西都释放出来自己写东西也设计一个命名空间。
传统版本
namespace tom
{class string{public://构造函数string(const char* str):_size(strlen(str)),_capacity(_size){_strnew char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}/*拷贝构造*/string(const string s):_str(new char[strlen(s._str) 1]){strcpy(_str, s._str);}//赋值构造string operator(const string s){if (this ! s){char* Str new char[strlen(s._str) 1];if (Str){strcpy(Str, s._str);delete[] _str;_str Str;_size s._size;_capacity s._capacity;}else{cout 赋值失败 endl;}}}~string(){if (_str){delete[] _str;_str NULL;}}private:char* _str;size_t _capacity;size_t _size;};这里的构造函数最好是把size和capacity在初始化列表中就初始化了但是呢 开空间还在构造函数中完成不是说不能在初始化列表中完成而是当你没有初始化string 是传一个‘\0’, 所以给一个缺省值“”没错不写任何东西默认里面只有一个‘\0’。
析构函数 设计一个判断如果是空指针就不用处理了。
现代版本
namespace tom
{class string{public:void swap(string s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}//构造函数string(const char* str):_size(strlen(str)),_capacity(_size){_strnew char[_capacity 1];strcpy(_str, str);}/*拷贝构造*//*string(const string s):_str(new char[strlen(s._str) 1]){strcpy(_str, s._str);}*/string(const string s)//现代写法:_str(nullptr),_size(0),_capacity(0){string tmp(s._str);/*this-swap(tmp);*/swap(tmp);}//赋值构造string operator(string s){/*delete[] _str;_str new char[strlen(s._str) 1];strcpy(_str, s._str);*///现代写法swap(s);return *this;}private:char* _str;size_t _capacity;size_t _size;static const size_t Npos-1;};swap 需要自己写一个stringswap函数为什么非要写一个类的swap呢用函数库algorithm.h)内的swap会有三次深拷贝会降低效率。可是类内部的swap只用交换内置类型就可以了代价小很多。
然后利用传值拷贝形成临时拷贝变量和this指针内的所有内容交换一下由于是临时拷贝出了作用域就会调用析构函数自动析构临时变量。太方便了要善于利用特性与机制
增加关键细节
size
设计一个string的size函数 这个函数虽然很容易但是相当重要。
//sizesize_t size()const{return _size;}size和lenth是一样的所以就不写lenth了。
[ ]方括号函数重载
就和字符串数组的随机访问一样——arr[n] 或者str[n] 其实就是传元素的引用因为是可以修改的这时候是不是觉得引用的设计太棒了
//[]char operator[](size_t pos){assert(pos _size);return _str[pos];}char operator[](size_t pos) const //const版本{assert(pos _size);return _str[pos];}也一定要设计一个const类型。
扩容
//扩容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[n] \0;}}reserve就是普通的扩容但是不能初始化。 resize可以扩容并且初始化你想要的字符。还可以缩容
迭代器
namespace tom
{class string{public:typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;typedef char* reverse_iterator;const_iterator begin() const{return _str;}const_iterator end() const{return _str _size;}iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str _size;}reverse_iterator rbegin(){return _str _size;}reverse_iterator rend(){return _str;}~string(){if (_str){delete[] _str;_str NULL;}}private:char* _str;size_t _capacity;size_t _size;static const size_t Npos-1;};
}
增、删、查、改
增加的设计
尾插 可以设计成一个尾插一个字母在设计一个尾插一个字符串。 于是乎设计一个push_back()尾插一个字母. 设计一个append尾插一个字符串。 有了append既可以设计一个运算符重载“”。
void push_pack(char ch){if (_size _capacity){reserve(_capacity0?4:_capacity * 2);//扩容一定要写这个判断//因为刚开始是一个空字符串的话capacity0//乘二还是0.}_str[_size] ch;_size;_str[_size] \0;}void append(const char* str){int len strlen(str);if (_size len _capacity){reserve(_sizelen);}strcpy(_str _size, str);_size len;}string operator(const char ch){push_pack(ch);return *this;}string operator(const char* str){append(str);return *this;}
这里的“”函数一定要重载一下pushback和append。
删除
//删除string erase(size_t pos0 , size_t lenNpos){assert(pos _size);if (lenNpos||poslen_size){_str[pos] \0;_size pos;}else{strcpy(_str pos, _str pos len);_size - len;}return *this;}
有了erase函数就可以函数服用设计一个pop_back()函数
void pop_back(){if (_size 0){this-erase(_size - 1, 1);}}查找
查找一个字符还是很简单的循环判断就可以了。 size_t find(char ch){for (size_t i 0; i _size; i){if (ch _str[i]){return i;}}return Npos; }
还可以设计一个查找字符串。再加一个小功能指定位置开始查找如果不给位置再给个缺省值也行。缺省值pos为0
//查询整个字符串是否存在size_t find(const char* s,size_t pos0){const char* ptr strstr(_str pos, s);if(ptrnullptr){return Npos;}return ptr - _str;}这个返回的位置就是ptr肯定是大于等于_str减去_str的值。.
更改
可以插入一个字符或者一个字符串。
//插入string insert(size_t pos, char ch){assert(pos _size);if (_size _capacity){reserve(_capacity 0 ? 4 : _capacity * 2);}size_t end _size1;while (end pos){_str[end] _str[end - 1];--end;}_str[pos] ch;_size;return *this;}string insert(size_t pos, const char* s){assert(pos _size);size_t len strlen(s);if (_sizelen _capacity){reserve(_sizelen);}size_t end _size len;while (end pos){_str[end] _str[end - len];--end;}//strcpy(_str pos, s); 绝不能用因为会把\0 也复制过去的。strncpy(_str pos, s,len);_sizelen;return *this;}
有了这个插入函数就可以再设计一下push_back(): void push_pack(char ch){insert(_size,ch);}void append(const char* str){insert(_size,str);}这就简洁许多了要学会复用。 其实学会服用面试的时候真的可以在十分钟之内写完string类。
