C++ string类（二）及深浅拷贝

一、string类方法使用举例

1.迭代器

迭代器本质：指针（理解）

迭代器：正向迭代器： begin() | end() 反向迭代器： rbegin() | rend()

2.find使用

//找到s中某个字符
void TestString3()
{string s("AAADEFNUIENFUIAAA");//找到AAA位置size_t pos = s.find("AAA");cout << pos << endl;
}

输出0，表示0位置处为AAA

3.获取文件后缀/substr

substr(pos = 0, n = npos);

从Pos位置开始，截取n个字符，如果n没有传递，表示从pos一直截取到末尾

如果都没有传递，截取整个字符

void TestString3()
{string s("124.text.cpp");//rfind从后面往前找 ’.’,+1找到后缀位置size_t pos =s.rfind('.') + 1;//从pos处截到末尾string postfix = s.substr(pos);cout << postfix << endl;
}

4.给多行单词，获取每行单词中最后一个单词的长度/getline

int main()
{string line;// 不要使用cin>>line,因为会它遇到空格就结束了// while(cin>>line)while (getline(cin, line)){size_t pos = line.rfind(' ');cout << line.size() - pos - 1 << endl;}return 0;
}

getline(cin,s): 获取一整行字符串，字符串中如果包含空格等空白字符也可以接收

oj练习

5.比大小

void Test()
{string s1("abc");string s2("afwef");if (s1 < s2){cout << "s1<s2" << endl;}else if (s1>s2){cout << "s1>s2" << endl;}else{cout << "s1=s2" << endl;}
}

6.其他一些练习OJ

反转字母OJ

找第一个出现的相同的字符

验证回文串

二. string类的模拟实现

1. 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

上述String类没有显式定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载，此时编译器会合成默认的，当用s1构造s2时，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是，s1、s2共用同一块内存空间，在释放时同一块空间被释放多次而引起程序崩溃，这种拷贝方式，称为浅拷贝

2、解决浅拷贝的方法：深拷贝，写时拷贝（了解）

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

3.String类的模拟实现

正确实现String

深拷贝，传统版本

class String
{
public:String(const char* str = ""){if (nullptr == str)str == "";_str = new char[strlen(str) + 1];strcpy(_str, str);}String(const String& s):_str(new char[strlen(s._str) + 1]){strcpy(_str, s._str);}String& operator=(const String& s){if (this != &s){char* pStr = new char[strlen(s._str) + 1];strcpy(pStr, s._str);delete[] _str;_str = pStr;}return *this;}~String(){if (_str){delete[]_str;_str = nullptr;}}
private:char* _str;
};void TestString()
{String s1("hello");String s2(s1);String s3(s2);
}
int main()
{TestString();return 0;
}

如下，每个对象都有自己独立的空间，释放时也是，只释放自己的互不影响

深拷贝（现代版写法）

减少传统代码重复，相似性代码进行优化

class String
{
public:String(const char* str = ""){if (nullptr == str){assert(false);return;}_str = new char[strlen(str) + 1];strcpy(_str, str);}String(const String& s): _str(nullptr)//_Str可能为随机指针，要先置为空{String strTmp(s._str);swap(_str, strTmp._str);//交换地址}String& operator=(String s)//赋值运算符重载，先传入参数{swap(_str, s._str);//return *this;}

4.写时拷贝

写时拷贝就是一种拖延症，是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。

引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成1，每增加一个对象使用该资源，就给计数增加1，当某个对象被销毁时，先给该计数减1，然后再检查是否需要释放资源，如果计数为1，说明该对象时资源的最后一个使用者，将该资源释放；否则就不能释放，因为还有其他对象在使用该资源

三、string模拟实现代码(全部)

#include <assert.h>
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;
namespace zx
{class string{public:typedef char* iterator;///// 构造string(const char* str = ""){if (nullptr == str)str = "";_size = strlen(str);_capacity = _size;_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);}string(const string& s){string temp(s._str);this->swap(temp);}string(size_t n, char val){_str = new char[n + 1];memset(_str, val, n);_str[n] = '\0';_size = n;_capacity = n;}string& operator=(string s){this->swap(s);return *this;}~string(){if (_str){delete[] _str;_str = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}/// 迭代器iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}/// 容量size_t size()const{return _size;}size_t length()const{return _size;}size_t capacity()const{return _capacity;}bool empty()const{return 0 == _size;}void clear(){_size = 0;}void resize(size_t newsize, char val){size_t oldsize = size();if (newsize > oldsize){// 有效元素个数增多if (newsize > capacity())reserve(newsize);// 多出的元素使用val填充memset(_str + _size, val, newsize - _size);}_size = newsize;_str[_size] = '\0';}void resize(size_t newsize){resize(newsize, '\0');}void reserve(size_t newcapacity){size_t oldcapacity = capacity();if (newcapacity > oldcapacity){// 1. 申请新空间char* temp = new char[newcapacity + 1];// 2. 拷贝元素strncpy(temp, _str, _size);// 3. 释放旧空间delete[] _str;// 4. 使用新空间_str = temp;_capacity = newcapacity;_str[_size] = '\0';}}// 元素访问char& operator[](size_t index){assert(index < _size);return _str[index];}const char& operator[](size_t index)const{assert(index < _size);return _str[index];}char& at(size_t index){// 如果越界，抛出out_of_range的异常return _str[index];}const char& at(size_t index)const{// 如果越界，抛出out_of_range的异常return _str[index];}//// modifyvoid push_back(char ch){*this += ch;}string& operator+=(char ch){if (_size == _capacity)reserve((size_t)_capacity*1.5 + 3);_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';return *this;}string& operator+=(const char* str){size_t needSpace = strlen(str);size_t leftSpace = capacity() - size();if (needSpace > leftSpace){reserve(capacity()+ needSpace);}strcat(_str, str);_size += needSpace;_str[_size] = '\0';return *this;}string& operator+=(const string& s){*this += s.c_str();return *this;}string& append(const char* str){*this += str;return *this;}string& appent(const string& s){*this += s;return *this;}string& insert(size_t pos, const string& s);string& erase(size_t pos = 0, size_t n = npos);void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}const char* c_str()const{return _str;}size_t find(char ch, size_t pos = 0)const{if (pos >= _size){return npos;}for (size_t i = pos; i < _size; ++i){if (_str[i] == ch)return i;}return npos;}size_t rfind(char c, size_t pos = npos){if (pos >= _size){pos = _size-1;}for (int i = pos; i >= 0; --i){if (_str[i] == c)return i;}return npos;}string substr(size_t pos = 0, size_t n = npos) const{// 从pos位置开始，往后借助n个字符长度if (pos >= _size){return string();}// 从pos到字符串的末尾剩余字符个数n = min(n, _size - pos);string temp(n, '\0');size_t index = 0;for (size_t i = pos; i < pos+n; ++i){temp[index++] = _str[i];}return temp;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;const static size_t npos = -1;friend ostream& operator<<(ostream& out, const string& s);};ostream& operator<<(ostream& out, const string& s){for (size_t i = 0; i < s.size(); ++i){cout << s[i];}return out;}
}int main()
{// TestMyString01();// TestMyString02();// TestMyString03();TestMyString04();_CrtDumpMemoryLeaks();return 0;
}