网站开发岗位之间的关联,wordpress error log,制作 网站导航 下拉菜单,网络营销是学什么文章目录 1.学习string底层的必要性2.string类对象基本函数实现3.string类对象的遍历4.string类对象的扩容追加5.string类对象的插入、删除6.string类对象的查找、提取、大小调整7.string类对象的流输出、流提取希望读者们多多三连支持小编会继续更新你们的鼓励就是我前进的动力… 文章目录 1.学习string底层的必要性2.string类对象基本函数实现3.string类对象的遍历4.string类对象的扩容追加5.string类对象的插入、删除6.string类对象的查找、提取、大小调整7.string类对象的流输出、流提取希望读者们多多三连支持小编会继续更新你们的鼓励就是我前进的动力 了解完 string 函数的主要用法很有必要对 string 进行深层次的剖析进一步了解其运作原理深化理解的同时帮助我们在找 Bug 时提升效率
在学习本专题前请详细学习有关 string 的使用 传送门C效率掌握之STL库string函数全解 1.学习string底层的必要性 在 C 中知道 string 是如何以字符数组的形式存储以及字符串连接、查找等操作的时间复杂度就可以避免在循环中频繁进行字符串连接操作因为这可能会导致多次内存重新分配和数据复制从而影响性能而是选择更高效的方式如预先分配足够的空间。同时理解 string 底层对内存的管理方式有助于优化内存使用避免空指针和越界的情况出现 2.string类对象基本函数实现
实现一个类首先先从其基本函数开始包括构造函数、析构函数、内存管理等
namespace bit
{class string{public:string()//空构造:_size(0), _capacity(0), _str(new char[1]){_str[0] \0;}string(const char* str)//字符串构造:_size(strlen(str)),_capacity(_size),_str(new char[_capacity 1]){strcpy(_str, str);}string(const string s)//拷贝构造{_str new char[s._capacity 1];strcpy(_str, s._str);_size s._size;_capacity s._capacity;}// 赋值运算符重载string operator(const string s) {if (this ! s) { // 避免自我赋值delete[] _str; // 释放原有内存_size s._size;_capacity s._capacity;_str new char[_capacity 1]; // 分配新内存strcpy(_str, s._str); // 复制内容}return *this;}~string(){delete[] _str;_str nullptr;_size _capacity 0;}const char* c_str() const{return _str;}private:size_t _size;size_t _capacity;char* _str;};
}简单实现一个空构造和字符串构造因为还没写 string 流输出的运算符重载先将 string 类转成 C 语言风格来输出
值得注意的是 注意变量声明的顺序要和初始化列表一致也要注意变量初始化顺序对另一个变量的影响运算符重载自我赋值是指对象在赋值时被赋值给自己例如 s1 s1在这种情况下如果我们没有进行检查就会先删除对象的内存然后再试图复制同一个对象的内容这样会导致程序崩溃。因此重载赋值运算符时自我赋值检查是非常必要的
3.string类对象的遍历
size_t size() const//加const保证const和普通string都能调用
{ //增加普遍性涉及权限的缩小return _size;
}char operator[](size_t pos)//可读写
{assert(pos _size);return _str[pos];
}char operator[](size_t pos) const//只读
{assert(pos _size);return _str[pos];
}typedef char* iterator;
iterator begin()
{return _str;
}iterator end()
{return _str _size;
}typedef const char* const_iterator;
iterator begin() const
{return _str;
}iterator end() const
{return _str _size;
}想要遍历一个字符串首先就要知道大小然后需要用方括号来获取索引或者用迭代器遍历迭代器的本质其实就是一个字符数组
值得注意的是
注意 size 函数和 c_str 函数要具有普遍性所以要包括 const 变量的情况即使是普通类型调用也是权限的缩小两种情况共用一个函数operator[] 分为加 const 和不加 const 分别代表只读和可读写同样迭代器也分为 iterator 和 const_iteratorbegin() 指向第一个有效字符end() 指向最后一个有效字符的后一位
4.string类对象的扩容追加
void reserve(size_t n)
{// 检查请求的内存大小 n 是否大于当前的容量 _capacityif (n _capacity){// 若 n 大于 _capacity则分配 n 1 个字符的内存空间// 多分配一个字符是为了存储字符串的结束符 \0char* tmp new char[n 1];// 将原字符串 _str 复制到新分配的内存区域 tmp 中strcpy(tmp, _str);// 释放原字符串 _str 所占用的内存空间delete[] _str;// 将 _str 指针指向新分配的内存区域 tmp_str tmp;// 更新当前字符串的容量为 n_capacity n;}
}void push_back(char ch)
{// 检查当前字符串的实际字符数量 _size 是否等于其容量 _capacityif (_size _capacity){// 如果容量为 0将容量扩展为 4否则将容量扩大为原来的 2 倍reserve(_capacity 0 ? 4 : _capacity * 2);}// 在字符串的末尾即 _size 位置添加新字符 ch_str[_size] ch;// 实际字符数量加 1_size;// 在新的字符串末尾添加字符串结束符 \0_str[_size] \0;
}void append(const char* str)
{// 计算要追加的字符串的长度size_t len strlen(str);// 检查当前字符串的实际长度 _size 加上要追加的字符串长度 len 是否超过当前容量 _capacityif (_size len _capacity){// 如果超过容量调用 reserve 函数进行扩容扩容后的容量至少为 _size lenreserve(_size len);}// 将追加的字符串 str 复制到当前字符串 _str 的末尾位置_str _sizestrcpy(_str _size, str);// 更新当前字符串的实际长度加上要追加的字符串的长度_size len;
}string operator(const char* str)
{append(str);return *this;
}或许扩容添加的函数看起来操作简单但其实其底层有许多细节
值得注意的是
reserve 传入的参数 n 指的是有效字符new 一个新空间时 1 是为了给 \0 留位置capacity 也表示的是有效字符的容量同时要记得释放原来指向的不使用的空间push_back 函数 reserve 时要判断下是因为扩容是 *2 避免空间为 0 时扩容 *2 导致出错push_back 通常只是添加一个字符不会涉及修改所以不用传 const 参数append 的参数可能会被错误修改所以要传 const 参数普通的参数可以通过权限缩小正常使用函数
5.string类对象的插入、删除
void insert(size_t pos, size_t n, char ch)
{assert(pos _size);if (_size n _capacity){reserve(_size n);}size_t end _size;while (end pos end ! npos){_str[end n] _str[end];--end;}for (size_t i 0; i n; i){_str[pos i] ch;}_size n;
}void insert(size_t pos, const char* str)
{assert(pos _size);size_t len strlen(str);if (_size len _capacity){reserve(_size len);}size_t end _size;while (end pos end ! npos){_str[end len] _str[end];--end;}for (size_t i 0; i len; i){_str[pos i] len;}_size len;
}void erase(size_t pos, size_t len npos)
{assert(pos _size);if (len npos || pos len _size){_str[pos] \0;_size pos;_str[_size] \0;}else{size_t end pos len;while (end _size){_str[pos] _str[end];}_size - len;}
}string 类的插入删除都利用的是移动覆盖的思想这里就不画图了在数据结构阶段就已经学习了大致的思路
值得注意的是
这里使用 size_t 类型的 end 作为索引来遍历字符串size_t 是无符号整数类型。当 end 递减到 0 后再进行 --end 操作时会发生无符号整数溢出end 的值会变成 size_t 类型所能表示的最大值这个值恰好和 npos被初始化为 -1 转换后的 size_t 最大值相等 如果没有 end ! npos 这个条件当 end 溢出后end pos 仍然可能为真因为溢出后的值很大这就会导致循环继续执行从而造成数组越界访问引发未定义行为。加上 end ! npos 这个条件当 end 溢出变成 npos 时循环就会终止避免了越界访问的问题注意 capacity 在 reserve 里已经修改过了所以外面只需要再修改 size 就行了
6.string类对象的查找、提取、大小调整
size_t find(char ch, size_t pos 0)
{assert(pos _size);for (size_t i pos; i _size; i){if (_str[i] ch){return i;}}return npos;
}size_t find(const char* str, size_t pos 0)
{assert(pos _size);const char* ptr strstr(_str pos, str);if (ptr){return ptr - _str;}else{return npos;}}string substr(size_t pos 0, size_t len npos)
{assert(pos _size);size_t n len;if (len npos || len pos _size){n _size - pos;}string tmp;tmp.reserve(n);for (size_t i pos; i n; i){tmp.push_back(_str[i]);}return tmp;
}void resize(size_t n, char ch \0)
{if (n _size){_size n;_str[_size] \0;}else{reserve(n);for (size_t i _size; i n; i){_str[i] ch;}_size n;_str[_size] \0;}
}string 的查找操作比较简单提取要注意提取的长度与原字符串长度的关系调整大小也要注意 \0 的位置
值得注意的是
return ptr - _str通过指针相减计算子字符串在原字符串中的起始位置索引。因为 ptr 指向子字符串的起始位置_str 指向原字符串的起始位置两者相减得到的差值就是子字符串的起始位置索引
7.string类对象的流输出、流提取
void clear()
{_str[0] \0;_size 0;
}ostream operator(ostream out, const string s)
{for (size_t i 0; i s.size(); i){out s[i];}return out;
}istream operator(istream in, string s)
{// 清空字符串 s 原有的内容s.clear();// 从输入流 in 中读取一个字符并赋值给 chchar ch in.get();//处理前缓冲区前面的空格和换行while (ch || ch \n){ch in.get();}// 定义一个大小为 128 的字符数组 buff 用于临时存储字符初始化为全 \0char buff[128] { \0 };// 定义一个索引变量 i 用于记录 buff 数组当前存储字符的位置初始化为 0int i 0;// 循环处理连续的空格和换行符while (ch || ch \n){// 将当前读取到的空格或换行符存入 buff 数组并将索引 i 加 1buff[i] ch;// 检查 buff 数组是否快满只剩下一个位置用于存储字符串结束符 \0if (i 127){// 在 buff 数组末尾添加字符串结束符 \0buff[i] \0;// 将 buff 数组中的内容添加到字符串 s 中s buff;// 重置索引 i 为 0以便重新使用 buff 数组i 0;}// 从输入流 in 中读取下一个字符并赋值给 chch in.get();}// 如果 buff 数组中还有剩余字符即 i 不为 0if (i ! 0){// 在 buff 数组末尾添加字符串结束符 \0buff[i] \0;// 将 buff 数组中的剩余内容添加到字符串 s 中s buff;}// 返回输入流 in以便支持链式输入操作return in;
}值得注意的是
当放在自定义的命名空间以外时需要在参数 string 前加作用域限定不然默认访问了库里自带的 string由于不断的 来输入字符要不断的更新空间效率不高所以采用开辟数组的方式 希望读者们多多三连支持
小编会继续更新
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