string类
1. 标准库中的string类
1.1 string类（了解）
字符串是表示字符序列的类
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string类是使用char(即作为它的字符类型，使用它的默认char_traits和分配器类型(关于模板的更多信息，请参阅basic_string)。
string类是basic_string模板类的一个实例，它使用char来实例化basic_string模板类，并用char_traits和allocator作为basic_string的默认参数(根于更多的模板信息请参考basic_string)。
注意，这个类独立于所使用的编码来处理字节:如果用来处理多字节或变长字符(如UTF-8)的序列，这个类的所有成员(如长度或大小)以及它的迭代器，将仍然按照字节(而不是实际编码的字符)来操作。
总结：
string是表示字符串的字符串类
该类的接口与常规容器的接口基本相同，再添加了一些专门用来操作string的常规操作
string在底层实际是：basic_string模板类的别名，typedef basic_stringstring;
不能操作多字节或者变长字符的序列。
1.2 string类的常见接口说明
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|
| string() | 构造空string类对象，即空字符串 |
| string(const char* s) | 用C-string来构造string类对象 |
| string(size_t n, char c) | string类对象中包含n个字符c |
| string(const string& s) | 拷贝构造 |
void test()
{
string s1;//构造空的string类对象s1
string s2("hello yhh");//用C-string来构造string类对象
string s3(s2);//拷贝构造s3
string s4(8, 'a');//string类对象中含有n个字符C
}
- string类对象的容器操作
| 函数名称 | 共能说明 |
|---|
| size | 返回字符串有效字符长度 |
| length | 返回字符串有效字符长度 |
| capacity | 返回空间总大小 |
| empty | 检测字符串是否为空串，是返回true，否则返回false |
| clear | 清空有效字符 |
| reserve | 为字符串预留空间，不初始化 |
| resize | 将有效字符的个数改成n个，多出空间用字符C填充，要初始化 |
注意：
size()与length()方法底层实现原理完全相同，引入size()的原因是为了与其他容器的接口保持一
致，一般情况下基本都是用size()。
clear()只是将string中有效字符清空，不改变底层空间大小
. resize(size_t n) 与 resize(size_t n, char c)都是将字符串中有效字符个数改变到n个，不同的是当字符个数增多时：resize(n)用0来填充多出的元素空间，resize(size_t n, char c)用字符c来填充多出的元素空间。注意：resize在改变元素个数时，如果是将元素个数增多，可能会改变底层容量的大小，如果是将元素个数减少，底层空间总大小不变。
reserve(size_t res_arg=0)：为string预留空间，不改变有效元素个数，当reserve的参数小于
string的底层空间总大小时，reserve不会改变容量大小
容量是变大不小
string类对象的访问及遍历操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|
| operator[] | 返回pos位置的字符，const string类对象调用 |
| begin+end | begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器 |
| rend + rbegin | begin获取一个字符的迭代器 + end获取最后一个字符下一个位置的迭 代器 |
| 范围for | C++11支持更简洁的范围for的新遍历方式 |
string类对象的修改操作
| 函数名称 | 功能说明 |
|---|
| push_back | 在字符串后尾插字符c |
| append | 在字符串后追加一个字符串 |
| operator+= | 在字符串后追加字符串str |
| c_str | 返回C格式字符串 |
| find + npos | 从字符串pos位置开始往后找字符c，返回该字符在字符串中的位置（找不到返回npos） |
| rfind | 从字符串pos位置开始往前找字符c，返回该字符在字符串中的位置 |
| substr | 在str中从pos位置开始，截取n个字符，然后将其返回 |
注意：
在string尾部追加字符时，s.push_back© / s.append(1, c) / s += 'c’三种的实现方式差不多，一般情况下string类的+=操作用的比较多，+=操作不仅可以连接单个字符，还可以连接字符串。
对string操作时，如果能够大概预估到放多少字符，可以先通过reserve把空间预留好
string类非成员函数
| 函数 | 功能说明 |
|---|
| operator+ | 尽量少用，因为传值返回，导致深拷贝效率低 |
| operator>> | 输入运算符重载 |
| operator<< | 输出运算符重载 |
| getline | 获取一行字符串 |
| relational operators | 大小比较 |
2. string模拟实现
namespace yhh
{
class string
{
public:
typedef char* iterator;
typedef const char* const_iterator;
iterator begin()
{
return _str;
}
iterator end()
{
return _size + _str;
}
const iterator begin() const
{
return _str;
}
const iterator end() const
{
return _size + _str;
}
size_t size() const
{
return _size;
}
size_t capacity()const
{
return _capacity;
}
char* c_str() const
{
return _str;
}
string(const char* str = "")
{
_size = strlen(str);
_capacity = _size;
_str = new char[_capacity + 1];//留给'/0'
strcpy(_str, str);
}//构造函数,初始话列表按照声明的顺序初始话
//传统写法
//string(const string& s)
// :_str(new char[s._capacity+1])
// ,_size(s._size)
// ,_capacity(s._capacity)
//{
// strcpy(_str, s._str);
//}
//string& operator=(const string& s)//赋值会把原来的值干掉
//{
// if (&s != this)
// {
// //delete[] _str;
// //_str = new char[s._capacity + 1];//如果new失败，就把原对象破坏了
// //strcpy(_str, s._str);
// char* tmp = new char[s._capacity + 1];
// strcpy(tmp, s._str);
// delete[] _str;
// _str = tmp;
// _size = s._size;
// _capacity = s._capacity;
// }
// return *this;
//}
//现代写法
void swap(string& tmp)
{
::swap(_str, tmp._str);//去全局域去找
::swap(_size, tmp._size);
::swap(_capacity, tmp._capacity);
}
string(const string& str)
:_str(nullptr)
, _size(0)
, _capacity(0)
{
string tmp(str._str);
swap(tmp);
}//拷贝构造
string& operator=(const string& str)
{
if (this != &str)
{
string tmp(str._str);//tmp局部对象出了作用域调用析构函数，释放this指向的那个
swap(tmp);
}
return *this;
}// 赋值
//string& operator=(string str)
//{
// swap(str);
// return *this;
//}//赋值, str就是临时变量,自己给自己赋值都会原来的地址会变
char& operator[](size_t pos)
{
assert(pos< _size);
return _str[pos];
}
const char& operator[](size_t pos) const
{
assert(pos< _size);
return _str[pos];
}
void reserve(size_t n)
{
if (n >_capacity)
{
char* tmp = new char[n + 1];
strcpy(tmp, _str);
delete[] _str;
_str = tmp;
_capacity = n;
}
}
void resize(size_t n, char ch = '\0')
{
if (n >_size)
{
reserve(n);
for (size_t i = _size; i< n; i++)
{
_str[i] = ch;
}
_str[n] = '\0';
_size = n;
}
else
{
_str[n] = '\0';
_size = n;
}
}//多了删除数据，少了就在结尾添加'\0'
void push_back(char ch)
{
if (_size == _capacity)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
_str[_size] = ch;//添加元素
_size++;
_str[_size] = '\0';//添加结尾
}
void append(const char* str)
{
size_t len = strlen(str);
if (_size + len >_capacity)
{
reserve(_size + len);
}//可以不要这个if，但是就会多几次函数调用，如果不需要开辟空间的话
//aa bb
strcpy(_str + _size, str);//在结尾追加
_size += len;
}
void append(const string& s)
{
append(s._str);
}
void append(size_t n, char ch)
{
reserve(_size + n);
for (size_t i = 0; i< n; ++i)
{
push_back(ch);
}
}
string& operator+=(const char* s)
{
append(s);
return *this;
}
string& operator+=(const char ch)
{
push_back(ch);
return *this;
}
string& insert(size_t pos, char ch)
{
assert(pos<= _size);
if (_capacity == _size)
{
reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);
}
size_t end = _size + 1;
while (end >pos)
{
_str[end] = _str[end - 1];
--end;
}
_str[pos] = ch;
_size++;
return *this;
}
string& insert(size_t pos, const char* str)
{
assert(pos<= _size);
int len = strlen(str);
if (len + _size >_capacity)
{
reserve(_size + len);
}
size_t end = _size + len;//把前一个的'/0'也拷贝走防止，在_size插入出现错误
while (end >= pos + len)
{
_str[end] = _str[end - len];
end--;
}//因为插入了字符串就不会让end小于0
strncpy(_str + pos, str, len);
_size += len;
return *this;
}
string& erase(size_t pos, size_t len = npos)
{
assert(pos< _size);
if (len == npos || len + pos >= _size)
{
_str[pos] = '\0';
_size = pos;
}
else
{
strcpy(_str + pos, _str + pos + len);
_size -= len;
}
return *this;
}
void clear()
{
_size = 0;
_str[0] = '\0';
}
size_t find(char ch, size_t pos = 0)const
{
assert(pos< _size);
for (size_t i = pos; i< _size; i++)
{
if (ch == _str[i])
return i;
}
return npos;
}
size_t find(const char* sub, size_t pos = 0)const//找子串
{
assert(sub);
assert(pos< _size);
// kmp/bm
const char* ptr = strstr(_str + pos, sub);
if (ptr == nullptr)
{
return npos;
}
else
{
return ptr - _str;
}
}
//size_t find(const char* s, size_t pos = 0) const
//{
// assert(s);
// assert(pos< _size);
// const char* src = _str + pos;
// while (*src)
// {
// const char* tmp = src;
// const char* match = s;
// while (*match == *tmp && *match && *tmp)
// {
// match++;
// tmp++;
// }
// if (*match == '\0')
// {
// return src - _str;
// }
// else
// {
// src++;
// }
// }
// return npos;
//}
string substr(size_t pos, size_t len = npos) const
{
assert(pos< _size);
size_t realLen = len;
if (len == npos || pos + len >_size)
{
realLen = _size - pos;
}
string sub;
for (size_t i = 0; i< realLen; ++i)
{
sub += _str[pos + i];
}
return sub;
}//获得_str中的字串，而且是新开辟的空间
bool operator<(const string& s)const
{
return strcmp(_str, s._str)< 0;
}
bool operator>(const string& s)const
{
return !(*this<= s);
}
bool operator>=(const string& s)const
{
return !(*this< s);
}
bool operator<=(const string& s)const
{
return *this< s || *this == s;
}
bool operator==(const string& s)const
{
return strcmp(_str, s._str) == 0;
}
bool operator!=(const string& s)const
{
return !(*this == s);
}
~string()
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
_size = _capacity = 0;
}//析构函数
private:
char* _str;
size_t _size;
size_t _capacity;
public:
static size_t npos;/
};
size_t string::npos = -1;
ostream& operator<<(ostream& out, const string& s)
{
for (size_t i = 0; i< s.size(); i++)
{
cout<< s[i];
}
return out;
}
//istream& operator>>(istream& in, string& s)
//{
// s.clear();
// char ch;
// ch = in.get();
// while (ch != ' ' && ch != '\n')
// {
// size_t old = s.capacity();
// s += ch;
// if (s.capacity() != old)
// {
// cout<< old<< "扩容"<< s.capacity()<< endl;
// }
// ch = in.get();
// }
// return in;
//}
istream& operator>>(istream& in, string& s)
{
s.clear();
char ch;
ch = in.get();
const size_t N = 32;
char buff[N];
size_t i = 0;
while (ch != ' ' && ch != '\n')
{
buff[i++] = ch;
if (i == N - 1)
{
buff[i] = '\0';
s += buff;
i = 0;
}
ch = in.get();
}//类似于缓存器这样的
buff[i] = '\0';
s += buff;
return in;
}
}
3. 深浅拷贝
3.1 浅拷贝
浅拷贝：也称位拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对资源进项操作时，就会发生发生了访问违规 。
说明：上述String类没有显式定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载，此时编译器会合成默认的，当用s1构造s2时，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是，s1、s2共用同一块内存空间，在释放时同一块空间被释放多次而引起程序崩溃，这种拷贝方式，称为浅拷贝。
3.2 深拷贝
每个对象都有一份独立的资源，不要和其他对象共享。
如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情
况都是按照深拷贝方式提供。
4.写实拷贝
写时拷贝就是一种拖延症，是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。
引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成1，每增加一个对象使用该资源，就给
计数增加1，当某个对象被销毁时，先给该计数减1，然后再检查是否需要释放资源，如果计数为1，说明该
对象时资源的最后一个使用者，将该资源释放；否则就不能释放，因为还有其他对象在使用该资源
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