一、本篇接口实现包括

成员函数包括：
string(const char* str = "")
~string()
void swap(string& s)
string(const string& s)//传统写法
string(const string& s)//现代写法
string& operator=(const string& s)//传统写法
string& operator=(string s)//现代写法
void reserve(size_t n)
void resize(size_t n, char ch = '\0')
void push_back(char ch)
void pop_back()
void append(const char* str)
const char* c_str()const
size_t size()const
size_t capacity()const
iterator begin()
iterator end()
const_iterator begin()const
const_iterator end()const
bool empty()const
void clear()
char& operator[](size_t pos)
const char& operator[](size_t pos)const
string& operator+=(char ch)
string& operator+=(const char* str)
string& insert(size_t pos, char ch)
string& insert(size_t pos, const char* str)
string& erase(size_t pos, int n = npos)
size_t find(char ch, size_t pos = 0)
size_t find(const char* str, size_t pos = 0)
全局函数包括：
std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const string& s)
std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s)
bool operator>(const string& s1, const string& s2)
bool operator==(const string& s1, const string& s2)
bool operator>=(const string& s1, const string& s2)
bool operator<(const string& s1, const string& s2)
bool operator<=(const string& s1, const string& s2)
bool operator!=(const string& s1, const string& s2)

这里我只挑选部分接口进行详细解析，因为其他接口实现起来实在容易。由于移动构造和移动赋值属于c++11的新增范围，这里就不涉及了，笔者会在c++11章节补充这部分的内容。

二、接口全实现

https://gitee.com/zxlfx/c-code-warehouse/tree/master/2022_7_19

三、部分接口详解

3.1拷贝构造的传统写法与现代写法

	    string(const string& s)//传统写法
		{
			_str = new char[s._capacity + 1];
			_capacity = s._capacity;
			_size = s._size;
			strcpy(_str, s._str);
		}
 
		void swap(string& s)
		{
			std::swap(_str, s._str);
			std::swap(_size, s._size);
			std::swap(_capacity, s._capacity);
		}
 
		string(const string& s)//现代写法
			:_str(nullptr),
			_size(0),
			_capacity(0)
		{
			string temp(s._str);
			swap(temp);
		}

传统写法是老老实实开空间，然后将数据拷贝至新空间，而现代写法是取出s的_str，再调用string(const char* str = "")生成临时对象temp，然后交换*this与temp的_str,_size,_capacity。这就相当于让temp去帮你创建一个拷贝对象，然后夺取temp的资源，但temp在销毁的时候会调用析构函数，此时它的_str是原本this的_str，因此在交换_str之前，需要将this的_str置为空，否则temp调用析构函数时会崩溃。

3.2赋值重载的现代写法和传统写法

        string& operator=(const string& s)//传统写法
		{
			if (this != &s)
			{
				char* temp = new char[s._capacity + 1];
				strcpy(temp, s._str);
				delete[] _str;
				_str = temp;
				_size = s._size;
				_capacity = s._capacity;
			}
			return *this;
		}
 
		string& operator=(string s)//现代写法
		{
			swap(s);
			return *this;
		}

相比传统写法，现代写法更简洁，只不过下面这种现代写法在给自己赋值的场景下会调用拷贝构造，效率不高，而传统写法加了不给自己赋值的判断，直接返回*this。

3.3reserve和resize

        void reserve(size_t n)
		{
			if (n > _capacity)
			{
				char* temp = new char[n + 1];
				strcpy(temp, _str);
				delete[] _str;
				_str = temp;
				_capacity = n;
			}
		}
 
		void resize(size_t n, char ch = '\0')
		{
			if (n < _size)
			{
				_str[n] = '\0';
				_size = n;
			}
			else
			{
				if (n > _capacity)
				{
					reserve(n);
				}
				else
				{
					for (size_t i = _size; i < n; i++)
					{
						_str[i] = ch;
					}
					_str[n] = '\0';
					_size = n;
				}
 
			}
		}

这两个函数的功能主要参考vs2019，对于reserve，如果n>capacity时就增容，ncapacity就扩容到n，然后不断插入ch至size==n。

3.4insert和erase

        string& insert(size_t pos, char ch)
		{
			assert(pos <= _size);
			if (_size == _capacity)
			{
				reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
			}
			char* start = _str + pos;
			char* end = _str + _size;
			while (end >= start)
			{
				*(end + 1) = *end;
				end--;
			}
			_str[pos] = ch;
			_size++;
			return *this;
		}
 
		string& insert(size_t pos, const char* str)
		{
			assert(pos <= _size);
			size_t size = strlen(str);
			if (_size + size > _capacity)
			{
				reserve(_size + size);
			}
			char* start = _str + pos;
			char* end = _str + _size;
			while (end >= start)
			{
				*(end + size) = *end;
				end--;
			}
			strncpy(_str + pos, str, size);
			_size += size;
			return *this;
		}
 
		string& erase(size_t pos, int n = npos)
		{
			assert(pos < _size);
			if (pos + n >= _size)
			{
				_str[pos] = '\0';
				_size = pos;
			}
			else
			{
				char* start = _str + pos;
				char* end = _str + _size;
				while (start < end)
				{
					*start = *(start + n);
					start++;
				}
				_size -= n;
			}
			return *this;
		}

这里建议while判断条件使用地址比较，如果使用的是下标比较，如while(num>=pos)当pos为0时，num为0时，num进入while,然后--，此时num变为整形的最大值，因为num是size_t类型的，那么依旧会进while，导致一直循环下去。而使用地址做while判断则可以很好的规避这样的问题。

3.5<<和>>重载

    std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const string& s)
	{
		for (auto& a : s)
		{
			out << a;
		}
		return out;
	}
 
	std::istream& operator>>(std::istream& in, string& s)
	{
		s.clear();
		int ch = 0;
		char buf[128] = { 0 };
		int i = 0;
		while ((ch = in.get()) != ' ' && ch != '\n')
		{
			buf[i++] = ch;
			if (i == 127)
			{
				s += buf;
				memset(buf, '\0', sizeof(char) * 128);
				i = 0;
			}
		}
		s += buf;
		return in;
	}

这里重载<<时，为什么不直接cout<

当s为"1 4 6 a b \0 2 3  4"，打印的时候后面的元素就不能打印出来了，就只能打印1 4 6 a b。

关于>>重载中的buf，buf在这里起缓冲作用，如果s不断+=ch，那么就可能频繁的扩容，影响效率，而如果把ch放进buf里，如果buf满了，就把buf的数据放入s中，同时清空buf的数据，并将i置为0，最后也不要忘了把还没满的buf的数据放入s中。

3.6find（查找一个字符，和查找子字符串）

        size_t find(char ch, size_t pos = 0)
		{
			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)
		{
			char* ret = strstr(_str + pos, str);
			if (ret != nullptr)
			{
				return ret - _str;
			}
			return npos;
		}

查找一个字符，遍历s即可。查找子字符串使用c语言的库函数strstr，由于find是返回下标，而strstr是返回子字符串的地址，那么pos等于ret-_str。

四、最后

以上实现只起参考作用，如有错误或者疑惑的地方，还请读友在评论区指正或者私聊我，感谢！

关于实现细节，很多地方代码读起来还是比较轻松的，这里只挑选了部分需要注意的地方进行解析，后续的stl容器会依次介绍vector、list、deque、map、set、unorderedmap、unorderedset尽请期待。