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C++初阶-string类的模拟实现3

news 来源：原创 2025/7/19 4:58:30

目录

1.string::find(char ch,size_t pos=0) const的模拟实现

2.string::find(const char* str,size_t pos=0) const的模拟实现

3.string::size() const和string::capacity() const的模拟实现

4.string::operator[] (size_t pos)和string::operator[] (size_t pos) const的模拟实现

5.string::begin()和string::end()的实现

6.string::substr(size_t pos = 0, size_t len=npos) const的模拟实现

7.string::string(const string& s)的模拟实现

8.string::operator=(const string& str)的模拟实现

9.非成员函数的关系运算符的重载

10.std::operator>>和std::operator<<的模拟实现

11.string::clear()的模拟实现

12.总结


1.string::find(char ch,size_t pos=0) const的模拟实现

这个实现起来比较简单，思路：

由于string类底层是连续存储的，所以我们可以用for循环或者之后实现了begin()、end()后也可以用迭代器的方式来遍历string类，最后找到对应的字符即可，代码如下：

//.h
size_t find(char ch,size_t pos = 0) const;
//.cpp
size_t string::find(char ch, size_t pos) const
{for (size_t i = 0; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}//如果没找到返回nposreturn npos;
}

这个函数实现起来比较简单，就不进行演示了。

2.string::find(const char* str,size_t pos=0) const的模拟实现

这个函数的实现是需要借助C语言学过的strstr函数的，通过匹配来得到开始的下标，但是由于strstr返回的是指针，所以我们要返回的是返回值-开始位置（顺序表），但是在这之前还需要判断是否有找到，一般没找到会返回nullptr（NULL），这时候我们就要返回npos了，代码实现如下：

//.h
size_t find(const char* str,size_t pos = 0) const;
//.cpp
size_t string::find(const char* str, size_t pos)const
{//由于是在pos位置开始找，所以传的是_str+posconst char* p = strstr(_str + pos, str);if (p == nullptr){return npos;}return p - _str;
}

3.string::size() const和string::capacity() const的模拟实现

这个实现很简单，所以就不做过多解释了，但是我们要注意，由于函数短小，所以我们可以直接把它的定义放到.h文件中：

//.h
size_t size() const
{return _size;
}
size_t capacity() const
{return _capacity;
}

4.string::operator[] (size_t pos)和string::operator[] (size_t pos) const的模拟实现

这两个都是运算符重载，只是一个可以修改另外一个不可修改而已，我们只要传入pos后返回_str[pos]即可，当然我们还需要检查合法性，用assert即可，且由于函数比较短，所以我们直接在.h文件中定义：

//.h
char& operator[] (size_t pos)
{assert(pos < _size);return _str[pos];
}
const char& operator[] (size_t pos) const
{assert(pos < _size);return _str[pos];
}

5.string::begin()和string::end()的实现

begin的实现是直接返回_str，而end的实现是返回_str+_size;返回的是迭代器，我们可以视为一个指针，所以我们之间返回即可，而且有两个版本，一个是可以修改另外一个是不可以修改的，而且由于函数短小，可以把它定义在.h文件中，这个是比较简单的，所以我就不作过多讲解了:

//.h
//这iterator就相当于char*的别名，学完string类之后会细讲
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;
}

迭代器我们现在用的不多，不过我可以演示一下它的用法：

//.cpp
void test1()
{string s("Hello world");string::iterator it = s.begin();while (it != s.end()){cout << *it << " ";it++;}cout << endl;//也支持范围for//前提是已经实现了begin()和end()函数for (auto ch : s){cout << ch << " ";}cout << endl;
}

运行结果如下：

这是迭代器的基本用法，我只在这里简单讲解一下用法。

6.string::substr(size_t pos = 0, size_t len=npos) const的模拟实现

这个函数的实现比之前复杂一些，这里讲一下实现步骤：

这个函数是拷贝从pos位置开始的len个字符，但是如果我们直接取len个字符会超出范围，所以我们要提前进行判断；

其次由于返回值为string类，所以我们如果临时创建一个新对象去返回，那么这个是不行的，因为空间释放了，所以我们需要用一个拷贝构造函数，因为不然我们就是用一个对象去接受返回值的，但是拷贝构造我们暂时没实现，这个我先实现了之后再写的这个函数就不会有问题了，所以我写的代码是在已经实现拷贝构造的情况下写的，拷贝构造函数等下会实现：

//.h
string substr(size_t pos = 0,size_t len = npos) const;
//.cpp
string string::substr(size_t pos, size_t len) const
{size_t leftlen = _size - pos;//判断是否是真实长度//也可以用!=if (len > leftlen){len = leftlen;}string tmp;//申请len个空间tmp.reserve(len);for (size_t i = 0; i < len; i++){//尾插tmp += _str[pos + i];}return tmp;
}

我们来测试一下这个函数：

//.cpp
void test1()
{string s("Hello world");string s1(s.substr(6));cout << s.c_str() << endl;cout << s1.c_str() << endl;
}

运行结果如下：

当然我们也可以用在其他地方，比如赋值上，但是这个函数暂时还没有实现，是浅拷贝。

7.string::string(const string& s)的模拟实现

这个是拷贝构造函数，由于我们拷贝构造是用一个已经实例化的对象去创建另外一个对象，所以我们需要先申请内存，而且这个空间必须要包含\0，所以我们要申请的是_capacity+1个空间；而且我们之后还要拷贝原对象的值到另外一个对象上，并把_size和_capacity都传递过去，所以代码实现如下：

//.h
string(const string& s);
//.cpp
string::string(const string& s)
{//我们需要多申请一块空间，因为我们还要存储\0_str = new char[s._capacity + 1];strcpy(_str, s._str);_size = s._size;_capacity = s._capacity;
}

8.string::operator=(const string& str)的模拟实现

这个函数的实现和拷贝构造函数的实现差不多，只是它返回值是对象的拷贝而已，而且返回的不是新对象，而是对象的拷贝，所以实现步骤如下：

如果遇到自己拷贝自己的情况我们需要直接返回*this，而不是继续运行！

我们需要先开辟新空间并释放旧空间！

再把数据拷贝过去后把_size和_capacity也复制过去；

最后返回*this即可。

代码实现如下：

//.h
string& operator=(const string& s);
//.cpp
string& string::operator=(const string& s)
{if(this==&s){return* this;}//开辟新空间，释放旧空间delete[]  _str;_str = new char[s._capacity + 1];strcpy(_str, s._str);_size = s._size;_capacity = s._capacity;return *this;
}

这个函数就不测试了，实现也是比较简单的。

9.非成员函数的关系运算符的重载

关系运算符包括以下函数：

我们只实现两个参数都是string类型的，而且我就不把它们置为友元函数了，直接置为成员函数，由于函数比较短小我们也可以把定义放在.h文件中，也可以不放入，我这里就不放入了：

//.h
bool operator==(const string& s) const;
bool operator!=(const string& s) const;
bool operator<(const string& s) const;
bool operator<=(const string& s) const;
bool operator>(const string& s) const;
bool operator>=(const string& s) const;
//.cpp
bool string::operator==(const string& s) const
{return strcmp(_str,s._str);
}
bool string::operator!=(const string& s) const
{return !(*this == s);
}
bool string::operator<(const string& s) const
{return strcmp(_str, s._str) > 0;
}
bool string::operator<=(const string& s) const
{return *this < s || *this == s;
}
bool string::operator>(const string& s) const
{//也可以return !(*this<=s)return strcmp(_str, s._str) < 0;
}
bool string::operator>=(const string& s) const
{return !(*this < s);
}

10.std::operator>>和std::operator<<的模拟实现

这两个操作符只有一个要注意的点，那就是它们一定要成为全局函数，但不一定要成为类的友元函数。这是一个额外的知识，其次，我们要注意的点是流提取（>>）这个需要在遇到' '或者'\n'时停止插入，所以最终代码如下（其中涉及到clear函数，这个之后会讲）其中的>>是有问题的，因为这个涉及到隐秘的申请，需要到进阶版本才能真的讲完：

//.cpp
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{for (auto ch : s){out << ch;}return out;
}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{char ch;in >> ch;while (ch != ' ' && ch != '\n'){s += ch;in >> ch;}return in;
}

11.string::clear()的模拟实现

这个函数非常简单，我都不想讲的，只要把_str='\0'并把_size=0即可，就相当于erase所有数据后把_size=0;不过我们直接用赋值就可以实现了，由于函数比较短小，所以我就在.h文件中定义了：

//.h
void clear()
{//赋值_str[0] = '\0';_size = 0;
}

12.总结

这一讲的内容比较多，但是内容都比较简单，所以注意的点也不是很多，现在已经把重要的函数都实现完了，但是下一讲会把这些初级版本进行优化，也就是说，这个不是最终版本，最终的版本虽然实现比较复杂了，但是总归还是效率提升了，比如：我们如果一个一个字符提取，那么效率非常低，并且这个>>是有问题的，它涉及到其他的知识，下一讲一起讲了。

喜欢的可以一键三连哦！下讲再见！

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解决IDEA Maven编译时@spring.profiles.active@没有替换成具体环境变量的问题

如果不加filtering true&#xff0c;编译后的文件还是 spring.profiles.active 编译前的application.yml 编译后的application.yml【环境变量没有改变】 解决方案 找到 SpringBoot 启动类所在的pom.xml&#xff0c;在 resources 增加 filtering true&#xff0c;然后重新…...

编程日记 2025/7/16 21:04:40

HTML17：表单初级验证

表单初级验证 常用方式 placeholder 提示信息 <p>名字:<input type"text" name"username" maxlength"8" size"30" placeholder"请输入用户名"></p>required 非空判断 <p>名字:<input type"…...

编程日记 2025/7/13 16:02:35

vue3+dhtmlx-gantt实现甘特图展示

最终效果 数据源demo {"data": [{"actual_end_date": "2025-04-23","actual_start_date": "2025-04-15","duration": 10,"end_date": "2025-05-01","id": "2|jvUiek",&…...

编程日记 2025/7/14 13:34:08

Jupyter-AI Pandas-AI本地使用功能优化

引言 Jupyter-ai 和 Pandas-ai 的优化主要是个人工作遇到的需求，个人觉得是一个不错的体验优化，所以进行分享仅供参考，不喜勿喷，共同进步！Jupyter-AI优化主要包含以下方向(当前已实现)： Jupyter-AI中 Chat 扩展和 NoteBook 的 Cell 工作去部分，使用的Language Model 和 …...

编程日记 2025/7/15 19:06:08

Model.eval() 与 torch.no_grad() PyTorch 中的区别与应用

Model.eval() 与 torch.no_grad(): PyTorch 中的区别与应用 在 PyTorch 深度学习框架中&#xff0c;model.eval() 和 torch.no_grad() 是两个在模型推理&#xff08;inference&#xff09;阶段经常用到的函数&#xff0c;它们各自有着独特的功能和应用场景。本文将详细解析这两…...

编程日记 2025/7/14 11:38:14

mac M2下的centos8：java和jenkins版本匹配，插件安装问题

java和jenkins版本匹配如下&#xff1a; Java Support Policy 如果版本不匹配&#xff0c;jenkins无法正常启动&#xff0c;插件也无法安装成功。 实际操作过程发现&#xff1a;表格也并不全然正确&#xff0c;还是需要特定的版本才能正常 参考如下&#xff1a; jenkins安装…...

编程日记 2025/7/15 12:38:25

PyTorch 中的 Autograd 实现细节解析和应用

摘要: 本文深入探讨 PyTorch 框架的核心组件之一——Autograd 机制。我们将解析其内部工作原理，包括计算图的构建、梯度的计算与传播，并探讨其在神经网络训练、模型调试及可解释性等方面的广泛应用。 通过理解 Autograd 的实现细节，开发者可以更高效地利用 PyTorch 进行深度…...

编程日记 2025/7/17 10:30:52

【AI提示词】波特五力模型专家

提示说明 具备深入对企业竞争环境分析能力的专业人士。 提示词 # Role:波特五力模型专家## Profile - language:中文 - description:具备深入对企业竞争环境分析能力的专业人士 - background:熟悉经济学基础理论&#xff0c;擅长用五力模型分析行业竞争 - personality…...

编程日记 2025/7/16 8:35:31

python 的 ​uv、pip​ 和 ​conda​ 对比和技术选型

你好&#xff0c;我是 shengjk1&#xff0c;多年大厂经验&#xff0c;努力构建 通俗易懂的、好玩的编程语言教程。 欢迎关注&#xff01;你会有如下收益&#xff1a; 了解大厂经验拥有和大厂相匹配的技术等 希望看什么&#xff0c;评论或者私信告诉我&#xff01; 文章目录 一…...

编程日记 2025/7/18 10:39:11