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代码分析c++中string类

2020-05-23 13:34:11
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供稿:网友

一:回顾

(1)c++中的string类是在面试中和笔试中经常考的题目; 工程代码免费下载 string类的自行实现

(2)c++中的string类和fstream类合起来是处理外部数据的利器;

(3)string类经常用到find find_first_of find_first_not_of find_last_of find_last_not_of substr replace等,以及联合使用来达到java中的split和trim

(4) 使用friend 仅仅是在类中进行声明的非内部 却可以访问内部成员的外部函数,而且在外部不再需要friend关键字;它与成员函数的区别是,friend和外部函数不含有this对象指针;本文用到了const 定义的全局最大值最小值变量(代替#define)

(5) 有些函数返回的是MyString& 、Char& 等(引用),MyString、Char 等(传值)这得看你返回的对象是函数的局部变量还是全局变量(或者类当前对象成员变量);前者只能返回一个MyString、Char 等;后者强烈建议返回MyString& 、Char& 等(引用);

(6)有些函数的参数是const MyString& ,有些是MyString& (引用);这是为什么?前者是把外部值传提到子函数内部,且不允许改变;后者是作为函数的返回值传递进去的,返回的结果为函数的处理结果(而不用函数自身返回值了)。

二:下面是简单的实现了一下string类,参照的是STL源码,但是自己理解的还是不够深,难免有一些错误,请各位指教

(1)MyString.h文件

#ifndef MYSTRING_H#define MYSTRING_H#include "MyExcept.h"#include <cstring>#include <iostream>const int INI_MAX = 0x7fffffff;//2^32nposconst int INI_MIN = 0x80000000;// -2^32const int npos = 0xffffffff;// nposusing namespace std;class MyString{  public:  // constructor  MyString();//  MyString(const MyString &);//  MyString(const char *);  MyString(const size_t,const char);  // destructor  ~MyString();  // attributes  size_t length();// 字符串长度  bool isEmpty();// 返回字符串是否为空  const char* c_str();// 返回c风格的trr的指针  // friend funs  // read writer operations  friend ostream& operator<< (ostream&, const MyString&);  friend istream& operator>> (istream&, MyString&);  //add operation  friend MyString operator+(const MyString&,const MyString&);  // compare operations  friend bool operator==(const MyString&,const MyString&);  friend bool operator!=(const MyString&,const MyString&);  friend bool operator<(const MyString&,const MyString&);  friend bool operator<=(const MyString&,const MyString&);  friend bool operator>(const MyString&,const MyString&);  friend bool operator>=(const MyString&,const MyString&);  // 成员函数实现运算符重载,其实一般需要返回自身对象的,成员函数运算符重载会好一些  // index operation  char& operator[](const size_t);  const char& operator[](const size_t)const;  // =  MyString& operator=(const MyString&);  // +=  MyString& operator+=(const MyString&);  // +=  //MyString operator+=(const MyString&); cannot be overloaded  // 成员操作函数  // substr  MyString substr(size_t pos,const size_t n);  // append  MyString& append(const MyString&);  //insert  MyString& insert(size_t,const MyString&);  //assign 替换  MyString& assign(MyString&,size_t,size_t);  // erase 删除  MyString& erase(size_t,size_t);  //find_first_of 查找某一个字符 size_t 是非符号数的,重载  // 查找在字符串中第一个与str中的某个字符匹配的字符,返回它的位置。  //搜索从index开始,如果没找到就返回string::npos  int find_first_of(const char* str,size_t index=0);  int find_first_of(const char ch,size_t index=0);  int find_first_of(const MyString &,size_t index=0);  // 在字符串中查找第一个与str中的字符都不匹配的字符,返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops  int find_first_not_of(const char* str,size_t index=0);  int find_first_not_of(const char ch,size_t index=0);  int find_first_not_of(const MyString&,size_t index=0);  // swap  void swap(MyString& lhs,MyString& rhs);  // replace_all  MyString& replace_all(const char oldc,const char newc=NULL);  MyString& replace(size_t index,size_t num1,size_t num2,const char ch);  //find  int find(const char* str,size_t index=0);  int find(const MyString& str,size_t index=0);  int find(const char ch,size_t index=0);  //private  private:  char *p_str;  size_t strLength;};#endif // MYSTRING_H

(2)MyString.cpp文件

#include "MyString.h"#include <cassert>// constructor  MyString::MyString():p_str(NULL),strLength(0){}  MyString::MyString(const MyString &str)//  {    if(NULL == str.p_str)    {      return;    }    strLength = str.strLength;    p_str = new char[strLength+1];    strcpy(p_str,str.p_str);  }  MyString::MyString(const char *str)  {    if(NULL == str)    {      return;    }    strLength = strlen(str);    p_str = new char[strLength+1];    strcpy(p_str,str);  }  MyString::MyString(const size_t len,const char ch)  {    if(NULL == ch)    {      return;    }    strLength = len;    p_str = new char[strLength+1];    for(size_t i=0;i<strLength;i++)    {      p_str[i] = ch;    }    p_str[strLength] = '/0';// 因为strset以'/0'结束的    cout << p_str << " &&" << endl;    //strset(p_str,ch);    //cout << p_str[0] << ",,,"<<strlen(p_str) << "," << strLength << endl;  }  // destructor  MyString::~MyString()  {    delete[] p_str;  }  // attributes  size_t MyString::length()// 字符串长度  {    return strLength;  }  bool MyString::isEmpty()// 返回字符串是否为空  {    return strLength==0?true:false;  }  const char* MyString::c_str()  {    return p_str;  }  // 为什么不是引用呢??? friend 使用在类里面进行声明的,外面就不需要了,而且友元函数不属于类的成员函数,所以不用MyString::  // ostream  ostream& operator<< (ostream& out,const MyString &str)  {    if(str.p_str != NULL)    {      out << str.p_str;    }    return out;  }  // istream,一个是const另一个不是,根据变还是不变  istream& operator>> (istream& in, MyString& str)  {    char tmp[100];// 临时字符串    if(in>>tmp)    {      delete[] str.p_str;      str.strLength = strlen(tmp);      str.p_str = new char[str.strLength+1];      strcpy(str.p_str,tmp);    }    return in;  }  // + 加  MyString operator+(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    MyString ret;    ret.strLength = lhs.strLength + rhs.strLength;    ret.p_str = new char[ret.strLength+1];    strcpy(ret.p_str,lhs.p_str);    strcat(ret.p_str,rhs.p_str);    return ret;  }  // compare operations  bool operator==(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)==0?true:false;  }  bool operator!=(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)!=0?true:false;  }  bool operator<(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)<0?true:false;  }  bool operator<=(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)<=0?true:false;  }  bool operator>(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)>0?true:false;  }  bool operator>=(const MyString& lhs,const MyString& rhs)  {    return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)>=0?true:false;  }  // 成员函数实现运算符重载  // index operation  char& MyString::operator[](const size_t index)  {    if(index<0 || index>=strLength)    {      throw Outofbond() ;    }    return p_str[index];  }  const char& MyString::operator[](const size_t index)const  {    if(index<0 || index>=strLength)    {      throw Outofbond();    }    return p_str[index];  }   // = 赋值构造函数(判断是否是自身) 为什么要这样删除呢?  MyString& MyString::operator=(const MyString& other)  {    if(this != &other)    {      if(strLength<other.strLength)      {        delete[] p_str;        p_str = new char[other.strLength+1];      }      strLength = other.strLength;      strcpy(p_str,other.p_str);    }// 这样可能会产生多余的未释放的空间    return *this;  }  // += 相当于返回的是备份的,内部对象的销毁,不影响的 和 下面的完全不一样的//  MyString MyString::operator+=(const MyString& other)//  {//    if(NULL == other.p_str)//    {//      return *this;//    }//    MyString ret;//    ret.strLength = strLength + other.strLength;//    ret.p_str = new char[ret.strLength+1];//    strcpy(ret.p_str,p_str);//    strcat(ret.p_str,other.p_str);//    return ret;//  }  // 返回的是当前对象的引用,当前对象就在调用函数里,所以不会销毁的  // 判断一下是否是自身相加  MyString& MyString::operator+=(const MyString& other)  {    if(NULL == other.p_str)    {      return *this;    }    if(this == &other)    {      MyString copy(*this);      return *this += copy;    }// 必须判断是否相等的,而且要+=的,这样相当于调用了自身,但是这次直接下面去了,不进入if的    strLength += other.strLength;    //strLength *= 2;    char *p_old = p_str;    p_str = new char[strLength+1];    strcpy(p_str,p_old);    strcat(p_str,other.p_str);    delete[] p_old;// 删除旧的空间    return *this;  }  // 成员操作函数  // substr 返回应用是不行的,错误的;取从pos开始的n个字符组成的子串  //MyString& MyString::substr(size_t pos,const size_t n)  MyString MyString::substr(size_t pos,const size_t n)  {    if((pos+n)>=strLength)    {      throw Outofbond();    }    MyString ret;    ret.strLength = n;    //ret.p_str = new char[n+1];    ret.p_str = new char[ret.strLength+1]; //也可以    for(size_t i=0;i<n;i++)    {      ret.p_str[i] = p_str[pos+i];    }    ret.p_str[n] = '/0';//    for(size_t i=0;i<ret.strLength;i++)//    {//      ret[i] = (*this)[pos+i];//      cout << ret[i] << ",,";//    }// 也行的,利用刚刚重载的【】,这样更好,不用再次判断越界了,不知道为什么,报错误的//    ret[ret.strLength] = '/0';    return ret;  }  // append 同 += 追加到末尾  MyString& MyString::append(const MyString& other)  {    *this += other;// 利用刚刚那重载的+=    return *this;  }  //insert 从pos开始的插入other  MyString& MyString::insert(size_t pos,const MyString& other)  {    if(pos<0 || pos>=strLength)    {      throw Outofbond();    }    char *p_old = p_str;    strLength += other.strLength;    p_str = new char[strLength+1];    for(size_t i=0;i<pos;i++)    {      *(p_str+i) = *(p_old+i);    }    for(size_t i=pos;i<other.strLength+pos;i++)    {      *(p_str+i) = other.p_str[i-pos];    }    for(size_t i=other.strLength+pos;i<strLength;i++)    {      *(p_str+i) = p_old[i-other.strLength];    }    *(p_str+strLength) = '/0';    return *this;  }  //assign 替换 用other的POS开始的n对应替换this的pos开始的  MyString& MyString::assign(MyString&other,size_t pos,size_t n)  {//    if(pos<0 || pos>=strLength)//    {//      throw Outofbond();//    }    assert(pos>0 && pos<strLength);// assert 的好处    assert(pos+n<other.strLength);    if(strLength < pos + n)    {      char *p_old = p_str;      strLength = pos + n;      p_str = new char[strLength+1];      for(size_t i=0;i<pos;i++)      {        *(p_str+i) = *(p_old+i);      }      delete[] p_old;    }    for(size_t i=pos;i<pos+n;i++)    {      *(p_str+i) = other.p_str[i];    }    *(p_str+pos+n) = '/0';    return *this;  }  // erase 删除 这个方法并不是很好的,并没有释放所erase的空间,请看下面的//  MyString& MyString::erase(size_t pos,size_t n)//  {//    if((pos+n)>strLength)//    {//      throw Outofbond();//    }//    size_t index = pos + n;//    while(*(p_str+index)!='/0')//    {//      *(p_str+index-n) = *(p_str+index);//      ++index;//    }//    *(p_str+index-n) = '/0';//    return *this;//  }  // erase 删除 从pos开始的n个字符  MyString& MyString::erase(size_t pos,size_t n)  {    if((pos+n)>strLength)    {      throw Outofbond();    }    char *p_old = p_str;    strLength -= n;    p_str = new char[strLength+1];    for(size_t i=0;i<pos;i++)    {      p_str[i] = p_old[i];    }    for(size_t i=pos;i<strLength;i++)    {      p_str[i] = p_old[i+n];    }    *(p_str+strLength) = '/0';    return *this;  }  //find_first_of 查找某一个字符 size_t 是非符号数的  // 查找在字符串中第一个与str中的某个字符匹配的字符,返回它的位置。  //搜索从index开始,如果没找到就返回string::npos  int MyString::find_first_of(const char* str,size_t index)  {    if(NULL == str || index >=strLength)      return npos;    int tmp_len = strlen(str),j;    size_t flag,min_index = INI_MAX;    for(j=0;j<tmp_len;j++)    {      flag = npos;      for(size_t i=index;i<strLength;i++)      {        if(str[j] == p_str[i])        {          flag = i;          break;        }      }//      indexs[j] = flag;      if(flag != npos)      {        min_index = min_index<flag?min_index:flag;      }    }//    for(j=0;j<tmp_len;j++)//    {//      if(indexs[j]!=npos)//        min = min<indexs[j]?min:indexs[j];//    }    if(min_index == INI_MAX)    {      return npos;//      min_index = npos;//      cout << "---npos----" << min_index << ",,,,";    }    return min_index;  }  int MyString::find_first_of(const char ch,size_t index)  {    if(NULL == ch || index >=strLength)      return npos;    int j;    size_t flag = npos;    for(size_t i=index;i<strLength;i++)    {      if(ch == p_str[i])      {        flag = i;        break;      }    }    return flag;  }  int MyString::find_first_of(const MyString& str,size_t index)  {    if(NULL == str || index >=strLength)      return npos;    int j;    size_t flag,min_index = INI_MAX;    for(j=0;j<str.strLength;j++)    {      flag = npos;      for(size_t i=index;i<strLength;i++)      {        if(str[j] == p_str[i])        {          flag = i;          break;        }      }      if(flag != npos)      {        min_index = min_index<flag?min_index:flag;      }    }    if(min_index == INI_MAX)    {      return npos;    }    return min_index;  }  // 在字符串中查找第一个与str中的字符都不匹配的字符,返回它的位置。  //搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops O(N^2)  int MyString::find_first_not_of(const char *str,size_t index)  {    if(NULL == str || index >=strLength)      return npos;    size_t i=0,j=0;    size_t tmp_len = strlen(str);    for(i=index;i<strLength;i++)    {      for(;j<tmp_len;j++)      {        if(p_str[i]==str[j])          break;      }      if(j==tmp_len)        break;// 根据跳出的内层for的条件判断,找到即结束循环    }    if(i==strLength)      return npos;// 未找到,// 根据跳出的内层for的条件判断,找到即结束循环    return i;  }  int MyString::find_first_not_of(const MyString& str,size_t index)  {    if(NULL == str || index >=strLength)      return npos;    size_t i=0,j=0;    for(i=index;i<strLength;i++)    {      for(;j<str.strLength;j++)      {        if(p_str[i]==str[j])          break;// 如果相等 本轮i就无效了,进行下一轮      }      if(j==str.strLength)        break;// 根据跳出的内层for的条件判断,找到即结束循环    }    if(i==strLength)      return npos;// 未找到,// 根据跳出的内层for的条件判断,找到即结束循环    return i;  }  int MyString::find_first_not_of(const char ch,size_t index)  {    if(NULL == ch || index >=strLength)      return npos;    size_t i=0;    for(i=index;i<strLength;i++)    {      if(p_str[i]!=ch)// 跟上面的略微不同,找一个不等就可以了        break;    }    if(i==strLength)      return npos;// 未找到,// 根据跳出的内层for的条件判断,找到即结束循环    return i;  }  // swap 都得变得,所以非const  void MyString::swap(MyString& lhs,MyString& rhs)  {    lhs.strLength ^= rhs.strLength;    rhs.strLength ^= lhs.strLength;    lhs.strLength ^= rhs.strLength;    char *p_tmp = rhs.p_str;    rhs.p_str = lhs.p_str;    lhs.p_str = p_tmp;  }  // replace_all 这个东西还是不太好弄的啊,不是很理想  MyString& MyString::replace_all(const char oldc,const char newc)  {    if(NULL == oldc)    {      return *(this);    }    for(size_t i=0;i<strLength;i++)    {      if(p_str[i] == oldc)      {        p_str[i] = newc;      }    }    return *(this);  }  MyString& MyString::replace(size_t index,size_t num1,size_t num2,const char ch)  {  }  // find 函数  int MyString::find(const char* str,size_t index)  {    assert(str!=NULL&&index<strLength);    // kmp 中的getnext函数    size_t len = strlen(str);    size_t next[len+1];    size_t j,k;    next[0] = npos;    j = 0;    k = npos;    while(j<len)    {      if(k==npos || str[j]==str[k])      {        j++;        k++;        next[j] = k;      }      else        k = next[k];    }    // kmp 算法    k = index;    j = 0;    while(p_str[k]!='/0')    {      if(j==0 || p_str[k]==str[j])      {        k++;        j++;      }      else      {        j = next[j];// 消除指针回溯      }      if(str[j] == '/0')//匹配成功        return k-j;    }    return npos;  }  int MyString::find(const MyString& str,size_t index)  {//    if(this == &str)//    {//      MyString other(*this);//      find(other,index);//    }    assert(NULL!=str && index<strLength);    // kmp 中的getnext函数    size_t next[str.strLength+2];    size_t j,k;    next[0] = npos;    j = 0;    k = npos;    while(j<str.strLength)    {      if(k==npos || str.p_str[j]==str.p_str[k])      {        j++;        k++;        next[j] = k;      }      else        k = next[k];    }    int i;    for(i=1;i<=j;i++)      cout << next[i] << ",";    // kmp 算法    k = index;    j = 0;    while(p_str[k]!='/0')    {      if(j==0 || p_str[k]==str.p_str[j])      {        k++;        j++;      }      else      {        j = next[j];// 消除指针回溯      }      if(str.p_str[j] == '/0')//匹配成功,不知道为什么调用自身的str[]重载总是报错的        return k-j;    }    if(str.p_str[j] == '/0')// 同一个字符串      return k-j;    return npos;  }  int MyString::find(const char ch,size_t index)  {    assert(NULL!=ch && index<strLength);    for(size_t i=index;i<strLength;i++)    {      if(p_str[i] == ch)        return i;    }    return npos;  }

(3)测试函数main.cpp

#include "MyString.h"#include <iostream>using namespace std;int main(){  int n;  int choose = 1;  int p,l;  char cs[100];  MyString s1;  MyString s2("hello");  MyString s3 = "HELLO";  cout << "***** welcome *****/n";  cout << "******* MADE BY zyp **********/n";  cout << "s1= " << s1 << "s2= " << s2 << "s3= " << s3 << endl;  cout << "请输入一个长度小于100的字符串:例如world/n";  cin >> s1;  s1 = s1;  //s1 = s1+s1;  s1 += s1;  MyString s4(s1);  s4.append(s1);  s2.insert(2,s3);  s1.erase(4,4);  s1.assign(s2,1,7);  cout << "s1= " << s1 << "s2= " << s2 << "s3= " << s3 << "s4= " << s4 << endl;  s2 = s4.substr(2,7);  cout << "s4[3]= " << s4[3] << s4.length() << (s1>=s2) << "s4.substr() " << s2 << endl;  cout << "s1.find_first_of(beLE,2):" << s1.find_first_of("beLE",2) << ",s1.find_first_of(a,3):" << s1.find_first_of('a',3) << ",s1.find_first_of(s3,2):" << s1.find_first_of(s3,2) << endl;  MyString s5(5,'b');  s5 += s5;  //s5.append(s5);// 不知道为什就是不能append  cout << "s5 = " << s5 << "s5.find_first_not_of(aeHLEOl,2):" << s5.find_first_not_of("aeHLEOl",2) << "s5.find_first_not_of(aeHLEOl,0):" << s5.find_first_not_of("aeHLEOl") << endl;  cout << "s5.find_first_not_of(s1,2):" << s5.find_first_not_of(s1,2) << "s5.find_first_not_of(b,2):" << s5.find_first_not_of('b',2) << endl;  swap(s1,s5);  s5.replace_all('a','J');  MyString s6("LLO");  cout << s1 << "," << s5 << "s5.find(LLO,0) " << s5.find("LLO",0) << "s5.find(s6,0) " << s5.find(s5) << endl;  cout << npos << endl;  return 0;}

三:感悟

(1)耗时将近2天的实现了它,自己与其从中学到了很多,倒不如说是重新认识了string类;

(2)自己知道这个简单的string类,距离string源代码还差的很远很远;但是它帮助我更好的理解了string类,至少会简单的应用了。

(3)简单的实现了一下string类,参照的是STL源码,但是自己理解的还是不够深,难免有一些错误,请各位指教,万分感谢!

(4)下一步进军list


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