c++中string类的源代码

一：回顾

（1）c++中的string类是在面试中和笔试中经常考的题目； 工程代码免费下载 string类的自行实现

（2）c++中的string类和fstream类合起来是处理外部数据的利器；

（3）string类经常用到find find_first_of find_first_not_of find_last_of find_last_not_of substr replace等，以及联合使用来达到java中的split和trim

  (4) 使用friend 仅仅是在类中进行声明的非内部 却可以访问内部成员的外部函数，而且在外部不再需要friend关键字；它与成员函数的区别是，friend和外部函数不含有this对象指针；本文用到了const 定义的全局最大值最小值变量（代替#define）

 (5) 有些函数返回的是MyString& 、Char& 等(引用)，MyString、Char 等（传值）这得看你返回的对象是函数的局部变量还是全局变量（或者类当前对象成员变量）；前者只能返回一个MyString、Char 等；后者强烈建议返回MyString& 、Char& 等(引用)；

（6）有些函数的参数是const MyString& ,有些是MyString& (引用)；这是为什么？前者是把外部值传提到子函数内部，且不允许改变；后者是作为函数的返回值传递进去的，返回的结果为函数的处理结果（而不用函数自身返回值了）。

二：下面是简单的实现了一下string类，参照的是STL源码，但是自己理解的还是不够深，难免有一些错误，请各位指教

（1）MyString.h文件

#ifndef MYSTRING_H
#define MYSTRING_H
#include "MyExcept.h"
#include
#include
const int INI_MAX = 0x7fffffff;//2^32npos
const int INI_MIN = 0x80000000;// -2^32
const int npos = 0xffffffff;// npos
using namespace std;

class MyString
{
    public:
    // constructor
    MyString();//
    MyString(const MyString &);//
    MyString(const char *);
    MyString(const size_t,const char);
    // destructor
    ~MyString();
    // attributes

    size_t length();// 字符串长度
    bool isEmpty();// 返回字符串是否为空
    const char* c_str();// 返回c风格的trr的指针
    // friend funs
    // read writer operations
    friend ostream& operator<< (ostream&, const MyString&);
    friend istream& operator>> (istream&, MyString&);
    //add operation
    friend MyString operator+(const MyString&,const MyString&);
    // compare operations
    friend bool operator==(const MyString&,const MyString&);
    friend bool operator!=(const MyString&,const MyString&);
    friend bool operator<(const MyString&,const MyString&);
    friend bool operator<=(const MyString&,const MyString&);
    friend bool operator>(const MyString&,const MyString&);
    friend bool operator>=(const MyString&,const MyString&);
    // 成员函数实现运算符重载,其实一般需要返回自身对象的，成员函数运算符重载会好一些
    // index operation
    char& operator[](const size_t);
    const char& operator[](const size_t)const;
    // =
    MyString& operator=(const MyString&);
    // +=
    MyString& operator+=(const MyString&);
    // +=
    //MyString operator+=(const MyString&); cannot be overloaded
    // 成员操作函数
    // substr
    MyString substr(size_t pos,const size_t n);
    // append
    MyString& append(const MyString&);
    //insert
    MyString& insert(size_t,const MyString&);
    //assign 替换
    MyString& assign(MyString&,size_t,size_t);
    // erase 删除
    MyString& erase(size_t,size_t);
    //find_first_of 查找某一个字符 size_t 是非符号数的,重载
    // 查找在字符串中第一个与str中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。
    //搜索从index开始，如果没找到就返回string::npos
    int find_first_of(const char* str,size_t index=0);
    int find_first_of(const char ch,size_t index=0);
    int find_first_of(const MyString &,size_t index=0);
    // 在字符串中查找第一个与str中的字符都不匹配的字符，返回它的位置。搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops
    int find_first_not_of(const char* str,size_t index=0);
    int find_first_not_of(const char ch,size_t index=0);
    int find_first_not_of(const MyString&,size_t index=0);
    // swap
    void swap(MyString& lhs,MyString& rhs);
    // replace_all
    MyString& replace_all(const char oldc,const char newc=NULL);
    MyString& replace(size_t index,size_t num1,size_t num2,const char ch);
    //find
    int find(const char* str,size_t index=0);
    int find(const MyString& str,size_t index=0);
    int find(const char ch,size_t index=0);


    //private
    private:
    char *p_str;
    size_t strLength;
};


#endif // MYSTRING_H

（2）MyString.cpp文件

#include "MyString.h"
#include

// constructor
    MyString::MyString():p_str(NULL),strLength(0){}

    MyString::MyString(const MyString &str)//
    {
        if(NULL == str.p_str)
        {
            return;
        }
        strLength = str.strLength;
        p_str = new char[strLength+1];
        strcpy(p_str,str.p_str);
    }
    MyString::MyString(const char *str)
    {
        if(NULL == str)
        {
            return;
        }
        strLength = strlen(str);
        p_str = new char[strLength+1];
        strcpy(p_str,str);
    }
    MyString::MyString(const size_t len,const char ch)
    {
        if(NULL == ch)
        {
            return;
        }
        strLength = len;
        p_str = new char[strLength+1];
        for(size_t i=0;i
        {
            p_str[i] = ch;
        }
        p_str[strLength] = '\0';// 因为strset以'\0'结束的
        cout << p_str << " &&" << endl;
        //strset(p_str,ch);
        //cout << p_str[0] << ",,,"<
    }
    // destructor
    MyString::~MyString()
    {
        delete[] p_str;
    }

    // attributes
    size_t MyString::length()// 字符串长度
    {
        return strLength;
    }
    bool MyString::isEmpty()// 返回字符串是否为空
    {
        return strLength==0?true:false;
    }
    const char* MyString::c_str()
    {
        return p_str;
    }
    // 为什么不是引用呢？？？ friend 使用在类里面进行声明的，外面就不需要了，而且友元函数不属于类的成员函数，所以不用MyString：：
    // ostream
    ostream& operator<< (ostream& out,const MyString &str)
    {
        if(str.p_str != NULL)
        {
            out << str.p_str;
        }
        return out;
    }
    // istream,一个是const另一个不是，根据变还是不变
    istream& operator>> (istream& in, MyString& str)
    {
        char tmp[100];// 临时字符串
        if(in>>tmp)
        {
            delete[] str.p_str;
            str.strLength = strlen(tmp);
            str.p_str = new char[str.strLength+1];
            strcpy(str.p_str,tmp);
        }
        return in;
    }
    // + 加
    MyString operator+(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        MyString ret;
        ret.strLength = lhs.strLength + rhs.strLength;
        ret.p_str = new char[ret.strLength+1];
        strcpy(ret.p_str,lhs.p_str);
        strcat(ret.p_str,rhs.p_str);
        return ret;
    }
    // compare operations
    bool operator==(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)==0?true:false;
    }
    bool operator!=(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)!=0?true:false;
    }
    bool operator<(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)<0?true:false;
    }
    bool operator<=(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)<=0?true:false;
    }
    bool operator>(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)>0?true:false;
    }
    bool operator>=(const MyString& lhs,const MyString& rhs)
    {
        return strcmp(lhs.p_str,rhs.p_str)>=0?true:false;
    }
    // 成员函数实现运算符重载
    // index operation
    char& MyString::operator[](const size_t index)
    {
        if(index<0 || index>=strLength)
        {
            throw Outofbond() ;
        }
        return p_str[index];
    }
    const char& MyString::operator[](const size_t index)const
    {
        if(index<0 || index>=strLength)
        {
            throw Outofbond();
        }
        return p_str[index];
    }
     // = 赋值构造函数（判断是否是自身） 为什么要这样删除呢？
    MyString& MyString::operator=(const MyString& other)
    {
        if(this != &other)
        {
            if(strLength
            {
                delete[] p_str;
                p_str = new char[other.strLength+1];
            }
            strLength = other.strLength;
            strcpy(p_str,other.p_str);
        }// 这样可能会产生多余的未释放的空间
        return *this;
    }
    // += 相当于返回的是备份的，内部对象的销毁，不影响的 和 下面的完全不一样的
//    MyString MyString::operator+=(const MyString& other)
//    {
//        if(NULL == other.p_str)
//        {
//            return *this;
//        }
//        MyString ret;
//        ret.strLength = strLength + other.strLength;
//        ret.p_str = new char[ret.strLength+1];
//        strcpy(ret.p_str,p_str);
//        strcat(ret.p_str,other.p_str);
//        return ret;
//    }
    // 返回的是当前对象的引用，当前对象就在调用函数里，所以不会销毁的
    // 判断一下是否是自身相加
    MyString& MyString::operator+=(const MyString& other)
    {
        if(NULL == other.p_str)
        {
            return *this;
        }
        if(this == &other)
        {
            MyString copy(*this);
            return *this += copy;
        }// 必须判断是否相等的，而且要+=的，这样相当于调用了自身，但是这次直接下面去了，不进入if的
        strLength += other.strLength;
        //strLength *= 2;
        char *p_old = p_str;
        p_str = new char[strLength+1];
        strcpy(p_str,p_old);
        strcat(p_str,other.p_str);
        delete[] p_old;// 删除旧的空间
        return *this;
    }
    // 成员操作函数
    // substr  返回应用是不行的，错误的；取从pos开始的n个字符组成的子串
    //MyString& MyString::substr(size_t pos,const size_t n)
    MyString MyString::substr(size_t pos,const size_t n)
    {
        if((pos+n)>=strLength)
        {
            throw Outofbond();
        }
        MyString ret;
        ret.strLength = n;
        //ret.p_str = new char[n+1];
        ret.p_str = new char[ret.strLength+1]; //也可以
        for(size_t i=0;i
        {
            ret.p_str[i] = p_str[pos+i];
        }
        ret.p_str[n] = '\0';
//        for(size_t i=0;i
//        {
//            ret[i] = (*this)[pos+i];
//            cout << ret[i] << ",,";
//        }// 也行的，利用刚刚重载的【】,这样更好，不用再次判断越界了,不知道为什么，报错误的
//        ret[ret.strLength] = '\0';
        return ret;
    }
    // append 同 += 追加到末尾
    MyString& MyString::append(const MyString& other)
    {
        *this += other;// 利用刚刚那重载的+=
        return *this;
    }
    //insert 从pos开始的插入other
    MyString& MyString::insert(size_t pos,const MyString& other)
    {
        if(pos<0 || pos>=strLength)
        {
            throw Outofbond();
        }
        char *p_old = p_str;
        strLength += other.strLength;
        p_str = new char[strLength+1];
        for(size_t i=0;i
        {
            *(p_str+i) = *(p_old+i);
        }
        for(size_t i=pos;i
        {
            *(p_str+i) = other.p_str[i-pos];
        }
        for(size_t i=other.strLength+pos;i
        {
            *(p_str+i) = p_old[i-other.strLength];
        }
        *(p_str+strLength) = '\0';
        return *this;
    }
    //assign 替换  用other的POS开始的n对应替换this的pos开始的
    MyString& MyString::assign(MyString&other,size_t pos,size_t n)
    {
//        if(pos<0 || pos>=strLength)
//        {
//            throw Outofbond();
//        }
        assert(pos>0 && pos// assert 的好处
        assert(pos+n
        if(strLength < pos + n)
        {
            char *p_old = p_str;
            strLength = pos + n;
            p_str = new char[strLength+1];
            for(size_t i=0;i
            {
                *(p_str+i) = *(p_old+i);
            }
            delete[] p_old;
        }
        for(size_t i=pos;i
        {
            *(p_str+i) = other.p_str[i];
        }
        *(p_str+pos+n) = '\0';
        return *this;
    }
    // erase 删除 这个方法并不是很好的，并没有释放所erase的空间,请看下面的
//    MyString& MyString::erase(size_t pos,size_t n)
//    {
//        if((pos+n)>strLength)
//        {
//            throw Outofbond();
//        }
//        size_t index = pos + n;
//        while(*(p_str+index)!='\0')
//        {
//            *(p_str+index-n) = *(p_str+index);
//            ++index;
//        }
//        *(p_str+index-n) = '\0';
//        return *this;
//    }
    // erase 删除 从pos开始的n个字符
    MyString& MyString::erase(size_t pos,size_t n)
    {
        if((pos+n)>strLength)
        {
            throw Outofbond();
        }
        char *p_old = p_str;
        strLength -= n;
        p_str = new char[strLength+1];
        for(size_t i=0;i
        {
            p_str[i] = p_old[i];
        }
        for(size_t i=pos;i
        {
            p_str[i] = p_old[i+n];
        }
        *(p_str+strLength) = '\0';
        return *this;
    }
    //find_first_of 查找某一个字符 size_t 是非符号数的
    // 查找在字符串中第一个与str中的某个字符匹配的字符，返回它的位置。
    //搜索从index开始，如果没找到就返回string::npos
    int MyString::find_first_of(const char* str,size_t index)
    {
        if(NULL == str || index >=strLength)
            return npos;
        int tmp_len = strlen(str),j;
        size_t flag,min_index = INI_MAX;
        for(j=0;j
        {
            flag = npos;
            for(size_t i=index;i
            {
                if(str[j] == p_str[i])
                {
                    flag = i;
                    break;
                }
            }
//            indexs[j] = flag;
            if(flag != npos)
            {
                min_index = min_index
            }
        }
//        for(j=0;j
//        {
//            if(indexs[j]!=npos)
//                min = min
//        }
        if(min_index == INI_MAX)
        {
            return npos;
//            min_index = npos;
//           cout << "---npos----" << min_index << ",,,,";
        }
        return min_index;
    }
    int MyString::find_first_of(const char ch,size_t index)
    {
        if(NULL == ch || index >=strLength)
            return npos;
        int j;
        size_t flag = npos;
        for(size_t i=index;i
        {
            if(ch == p_str[i])
            {
                flag = i;
                break;
            }
        }
        return flag;
    }
    int MyString::find_first_of(const MyString& str,size_t index)
    {
        if(NULL == str || index >=strLength)
            return npos;
        int j;
        size_t flag,min_index = INI_MAX;
        for(j=0;j
        {
            flag = npos;
            for(size_t i=index;i
            {
                if(str[j] == p_str[i])
                {
                    flag = i;
                    break;
                }
            }
            if(flag != npos)
            {
                min_index = min_index
            }
        }
        if(min_index == INI_MAX)
        {
            return npos;
        }
        return min_index;
    }
    // 在字符串中查找第一个与str中的字符都不匹配的字符，返回它的位置。
    //搜索从index开始。如果没找到就返回string::nops O(N^2)
    int MyString::find_first_not_of(const char *str,size_t index)
    {
        if(NULL == str || index >=strLength)
            return npos;
        size_t i=0,j=0;
        size_t tmp_len = strlen(str);
        for(i=index;i
        {
            for(;j
            {
                if(p_str[i]==str[j])
                    break;
            }
            if(j==tmp_len)
                break;// 根据跳出的内层for的条件判断，找到即结束循环
        }
        if(i==strLength)
            return npos;// 未找到，// 根据跳出的内层for的条件判断，找到即结束循环
        return i;
    }
    int MyString::find_first_not_of(const MyString& str,size_t index)
    {
        if(NULL == str || index >=strLength)
            return npos;
        size_t i=0,j=0;
        for(i=index;i
        {
            for(;j
            {
                if(p_str[i]==str[j])
                    break;// 如果相等 本轮i就无效了，进行下一轮
            }
            if(j==str.strLength)
                break;// 根据跳出的内层for的条件判断，找到即结束循环
        }
        if(i==strLength)
            return npos;// 未找到，// 根据跳出的内层for的条件判断，找到即结束循环
        return i;
    }
    int MyString::find_first_not_of(const char ch,size_t index)
    {
        if(NULL == ch || index >=strLength)
            return npos;
        size_t i=0;
        for(i=index;i
        {
            if(p_str[i]!=ch)// 跟上面的略微不同，找一个不等就可以了
                break;
        }
        if(i==strLength)
            return npos;// 未找到，// 根据跳出的内层for的条件判断，找到即结束循环
        return i;
    }
    // swap  都得变得，所以非const
    void MyString::swap(MyString& lhs,MyString& rhs)
    {
        lhs.strLength ^= rhs.strLength;
        rhs.strLength ^= lhs.strLength;
        lhs.strLength ^= rhs.strLength;
        char *p_tmp = rhs.p_str;
        rhs.p_str = lhs.p_str;
        lhs.p_str = p_tmp;
    }
    // replace_all  这个东西还是不太好弄的啊，不是很理想
    MyString& MyString::replace_all(const char oldc,const char newc)
    {
        if(NULL == oldc)
        {
            return *(this);
        }
        for(size_t i=0;i
        {
            if(p_str[i] == oldc)
            {
                p_str[i] = newc;
            }
        }
        return *(this);
    }
    MyString& MyString::replace(size_t index,size_t num1,size_t num2,const char ch)
    {

    }
    // find 函数
    int MyString::find(const char* str,size_t index)
    {
        assert(str!=NULL&&index
        // kmp 中的getnext函数
        size_t len = strlen(str);
        size_t next[len+1];
        size_t j,k;
        next[0] = npos;
        j = 0;
        k = npos;
        while(j
        {
            if(k==npos || str[j]==str[k])
            {
                j++;
                k++;
                next[j] = k;
            }
            else
                k = next[k];
        }
        // kmp 算法
        k = index;
        j = 0;
        while(p_str[k]!='\0')
        {
            if(j==0 || p_str[k]==str[j])
            {
                k++;
                j++;
            }
            else
            {
                j = next[j];// 消除指针回溯
            }
            if(str[j] == '\0')//匹配成功
                return k-j;
        }
        return npos;
    }
    int MyString::find(const MyString& str,size_t index)
    {
//        if(this == &str)
//        {
//            MyString other(*this);
//            find(other,index);
//        }
        assert(NULL!=str && index
        // kmp 中的getnext函数

        size_t next[str.strLength+2];
        size_t j,k;
        next[0] = npos;
        j = 0;
        k = npos;
        while(j
        {
            if(k==npos || str.p_str[j]==str.p_str[k])
            {
                j++;
                k++;
                next[j] = k;
            }
            else
                k = next[k];
        }
        int i;
        for(i=1;i<=j;i++)
            cout << next[i] << ",";
        // kmp 算法
        k = index;
        j = 0;
        while(p_str[k]!='\0')
        {
            if(j==0 || p_str[k]==str.p_str[j])
            {
                k++;
                j++;
            }
            else
            {
                j = next[j];// 消除指针回溯
            }
            if(str.p_str[j] == '\0')//匹配成功,不知道为什么调用自身的str[]重载总是报错的
                return k-j;
        }
        if(str.p_str[j] == '\0')// 同一个字符串
            return k-j;
        return npos;
    }
    int MyString::find(const char ch,size_t index)
    {
        assert(NULL!=ch && index
        for(size_t i=index;i
        {
            if(p_str[i] == ch)
                return i;
        }
        return npos;
    }

（3）测试函数main.cpp

#include "MyString.h"
#include
using namespace std;

int main()
{
    int n;
    int choose = 1;
    int p,l;
    char cs[100];
    MyString s1;
    MyString s2("hello");
    MyString s3 = "HELLO";
    cout << "***** welcome *****\n";
    cout << "******* MADE BY zyp **********\n";
    cout << "s1= " << s1 << "s2= " << s2 << "s3= " << s3 << endl;
    cout << "请输入一个长度小于100的字符串：例如world\n";
    cin >> s1;
    s1 = s1;
    //s1 = s1+s1;
    s1 += s1;
    MyString s4(s1);
    s4.append(s1);
    s2.insert(2,s3);
    s1.erase(4,4);
    s1.assign(s2,1,7);
    cout << "s1= " << s1 << "s2= " << s2 << "s3= " << s3 << "s4= " << s4 << endl;
    s2 = s4.substr(2,7);
    cout << "s4[3]= " << s4[3] << s4.length() << (s1>=s2) << "s4.substr() " << s2 << endl;
    cout << "s1.find_first_of(beLE,2)：" << s1.find_first_of("beLE",2) << ",s1.find_first_of(a,3):" << s1.find_first_of('a',3) << ",s1.find_first_of(s3,2):" << s1.find_first_of(s3,2) << endl;
    MyString s5(5,'b');
    s5 += s5;
    //s5.append(s5);// 不知道为什就是不能append
    cout << "s5 = " << s5 << "s5.find_first_not_of(aeHLEOl,2)：" << s5.find_first_not_of("aeHLEOl",2) << "s5.find_first_not_of(aeHLEOl,0)：" << s5.find_first_not_of("aeHLEOl") << endl;
    cout << "s5.find_first_not_of(s1,2)：" << s5.find_first_not_of(s1,2) << "s5.find_first_not_of(b,2)：" << s5.find_first_not_of('b',2) << endl;
    swap(s1,s5);
    s5.replace_all('a','J');
    MyString s6("LLO");
    cout << s1 << "," << s5 << "s5.find(LLO,0) " << s5.find("LLO",0) << "s5.find(s6,0) " << s5.find(s5) << endl;
    cout << npos << endl;
    return 0;
}

三：感悟

（1）耗时将近2天的实现了它，自己与其从中学到了很多，倒不如说是重新认识了string类；

（2）自己知道这个简单的string类，距离string源代码还差的很远很远；但是它帮助我更好的理解了string类，至少会简单的应用了。

（3）简单的实现了一下string类，参照的是STL源码，但是自己理解的还是不够深，难免有一些错误，请各位指教，万分感谢！

（4）下一步进军list