从零开始的C++（十）

string 成员函数的模拟实现：

1.构造函数：

 
        string(const char* str = "")
            :_capacity(0)
            ,_size(0)
            ,_str(nullptr)
        {
            int len = strlen(str);
            _str = new char[len + 1];
            strcpy(_str, str);
            _size = _capacity = len;
        }
 
        void swap(string& s)
        {
            char* tmp = s._str;
            s._str = _str;
            _str = tmp;
 
            int tmp_int = s._size;
            s._size = _size;
            _size = tmp_int;
 
            tmp_int = s._capacity;
            s._capacity = _capacity;
            _capacity = tmp_int;
 
 
        }
        string(const string& s)
        {   
            //法一
           /* int len = strlen(s._str);
            _str = new char[len + 1];
            strcpy(_str, s._str);
            _size = _capacity = len;*/
 
            //法二
            string tmp(s);
            swap(tmp);
 
 
        }

对于传字符串的构造函数，利用参数化列表初始化了成员函数，再在函数内实现空间开辟、字符串拷贝、成员赋值。

对于传同类对象的拷贝构造，一种方法是重新开辟空间，并把内容拷贝过去，实现深拷贝。一种方法是服用传字符串的构造函数，此时临时对象的内容就是所需要的内容，所以用一个swap函数将临时对象的成员内容和this指向的对象的成员内容互换，然后函数结束后对临时对象调用析构，处理了原本属于this指向的对象的内容的销毁。

2.赋值函数：

      string& operator=(const string& s)
        {   
            //法一
           /* _size = s._size;
            _capacity = s._capacity;
 
            char* tmp = new char[_capacity+1];
            strcpy(tmp, s._str);
            delete[] _str;
            _str = tmp;
            return *this;*/
 
            //法二
            string tmp(s._str);
            swap(tmp);
        }

赋值函数的内容和传递对象的拷贝构造十分相似，都是将一个对象的内容深拷贝到另一个对象中，因此方法也有两种，原理和上述类似。

3.析构函数：

 
        ~string()
        {
            delete[]_str;
            _size = _capacity = 0;
 
 
        }

析构函数的主要作用就是销毁开辟的空间。

4.插入内容：

        void reverse(size_t n)
        {    
            if (n > _capacity)
            {
                _capacity = n;
                char* tmp = new char[_capacity + 1];
                strcpy(tmp, _str);
                _str = tmp;
            }
          
        }
 
        void push_back(char c)
        {    
            //扩容
            if (_size == _capacity)
            {
                reverse(2 * _capacity + 1);
            }
            _str[_size] = c;
            _str[++_size] = '\0';
 
        }
 
        string& operator+=(char c)
        {
             push_back(c);
             return *this;
        }
 
        void append(const char* str)
        {   
            int len = strlen(str);
            if (_size+len> _capacity)
            {
                reverse(_size + len);
            }
            strcat(_str, str);
            _size += len;
 
        }
 
        string& operator+=(const char* str)
        {
            append(str);
            return *this;
        }

push_back()用于插入一个字符，append用于插入一个字符串，重载+=能实现插入一个字符或一个字符串，功能和push_back和append类似，因此直接复用，同时针对字符和字符串进行了函数重载。

5.insert和erase：

       // 在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置
 
        string& insert(size_t pos, char c)
        {
            assert(pos <= _size);
            *this += c;
            for (int i = _size; i > pos; i--)
            {
                _str[i] = _str[i - 1];
            }
            _str[pos] = c;
            _str[_size] = '\0';
            return *this;
        }
 
        string& insert(size_t pos, const char* str)
        {  
            assert(pos <= _size);
            int len = _size + strlen(str);
            int len1 = strlen(str);
            reverse(len);
            for (int i =_size; i >=(int)pos ; i--)
            {
                _str[i+len1] = _str[i];
            }
            for (int i = pos,j=0; i < pos+len1; i++)
            {
                _str[i] = str[j++];
            }
            _size = len;
            return *this;
        }
 
 
 
        // 删除pos位置上的元素，并返回该元素的下一个位置
 
        string& erase(size_t pos, size_t len=-1)
        {
            assert(pos <_size&&pos>=0);
            if (len == -1||pos+len>=_size)
            {
                _size = pos;
                _str[_size] = '\0';
            }
            else
            {
                for (int i = pos + len; i < _size; i++)
                {
                    _str[i - len] = _str[i];
                }
                _size -= len;
                _str[_size] = '\0';
            }
 
            return *this;
        }

insert函数实现在pos位置插入一个字符或一个字符串，需要注意pos的类型是size_t，如果是头插用pos做循环条件可能会进行无限循环（即循环条件是大于或等于pos，此时pos等于0，但size_t类型永远大于或等于0）。

erase函数实现在pos位置删除len个字符，如果len忽略或者len过大，相当于删除pos位置往后所有字符，因此需要判断len。

6。流提取：

    istream& operator>>(istream& _cin, bit::string& s)
    {    
        //充当临时缓冲区
        char tmp[101];
        s.clear();
        char ch;
         _cin.get(ch);
         int i = 0;
         while (ch != '\n' && ch != ' ')
         {
             if (i == 100)
             {
                 tmp[i] = '\0';
                 s += tmp;
                 i = 0;
             }
             tmp[i++] = ch;
             _cin.get(ch);
         }
 
         if (i != 0)
         {
             tmp[i] = '\0';
             s += tmp;
         }
         return _cin;
    }

对于流提取，本函数的实现方式是一个字符一个字符的插入，如果直接放入this指向对象中，会存在多次扩容，效率低。因此使用了一个临时缓冲区，缓冲区未满的时候内容放入缓冲区中，满了以后把缓冲区的内容全放入this指向的对象中，再清空缓冲区。需要注意，在退出循环后缓冲区中仍可能存在内容未放入this指向对象中，因此还需要放入一次。