[C++] string类的介绍与构造的模拟实现，进来看吧，里面有空调

1、string类的出现

1.1 C语言中的字符串

C语言中，字符串是以’\0’结尾的一些字符的集合，为了操作方便，C标准库中提供了一些str系列的库函数，但是这些库函数与字符串是分离开的，不太符合面向对象的思想，而且底层空间需要用户自己管理，稍不留神可能还会越界访问。
因此C++中，为了让我们更简单、方便、快捷的使用字符串类型，C++提供了string类。

2、标准库中的string类

2.1 string类

string类文档介绍
string类在使用的时候我们需要包含头文件 #include ，以及using namespace std;

1. 字符串是表示字符序列的类。
2. 标准的字符串类提供了对此类对象的支持，其接口类似于标准字符容器的接口，但添加了专门用于操作单字节字符字符串的设计特性。
3. 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)。
4. 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)。
5. 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：
1. string是表示字符串的字符串类。
2. 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。
3. string在底层实际是：basic_string模板类的别名，
typedef basic_string<char, char_traits, allocator>string;
4. 不能操作多字节或者变长字符的序列。

3、string类的常见接口说明及模拟实现

3.1 string的常见构造

(constructor)函数名称	功能说明
string()	构造空的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)	拷贝构造函数

int main()
{string s1; // 构造空的string类对象s1string s2("hello"); // 用C格式字符串构造string类对象s2string s3(s2); // 拷贝构造s3return 0;
}

3.2 string的构造函数

namespace s
{class string{public://string()//	:_str(new char[1]{ '\0' })//这里开一个空间，并赋值为\0，如果直接赋值为nullptr的话//	,_size(0)				  //在实例化一个无参对象后，对对象进行操作的时候会引发空指针异常//	,_capacity(0)//{}//全缺省构造函数string(const char* str = "")//常量字符串默认以\0结尾，因此不需要给: _size(strlen(str)), _capacity(_size){_str = new char[_capacity + 1];//多开一个空间，需要存放\0strcpy(_str, str);//将字符串拷贝到_str}private:char* _str;size_t _size;//有效存储字符个数size_t _capacity;//实际空间};
}

这里我们用一个全缺省将无参构造与构造都包括了。
这个构造函数很简单，这里就不多讲了，大家应该可以看懂。

3.3 string的拷贝构造

传统写法：

//拷贝构造
string(const string& s): _size(strlen(s._str)), _capacity(_size)
{_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, s._str);
}

现代写法：

void swap(string& s)
{std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);
}
//现代写法 s1(s2)
string(const string& s):_str(nullptr),_size(0),_capacity(0)
{string tmp(s._str);//构造swap(tmp);//this->swap(s);
}

库里提供了交换函数，我们封装一个交换函数，内部的实现就使用库里面的swap，我们拷贝构造函数里面先调用构造函数，实例化一个tmp，再将tmp与this交换。

3.4 string的赋值构造

传统写法：

string& operator=(const string& s)
{if (this != &s){string tmp(s);//拷贝构造swap(tmp);}return *this;
}

现代写法：这里与拷贝构造的现代写法是类似的，不再多说。

void swap(string& s)
{std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);
}
string& operator=(const string& s)
{if (this != &s){string tmp(s);//拷贝构造swap(tmp);}return *this;
}

我们其实可以对现代写法继续精简一下，我们这里参数是引用传参，我们不用引用就会产生一次拷贝，对拷贝的形参直接进行交换，这样就可以简化写法，但是这里的效率其实是一样的，都是一次拷贝构造 + 一次交换。

// 极致写法，效率与上面一样
string& operator=(string tmp)//参数直接调用拷贝构造
{swap(tmp);return *this;
}

4、完整代码

#include <string.h>
#include <algorithm>
using namespace std;namespace s
{class string{public://string()//	:_str(new char[1]{ '\0' })//这里开一个空间，并赋值为\0，如果直接赋值为nullptr的话//	,_size(0)				  //在实例化一个无参对象后，对对象进行操作的时候会引发空指针异常//	,_capacity(0)//{}//全缺省构造函数string(const char* str = "")//常量字符串默认以\0结尾，因此不需要给:_size(strlen(str)),_capacity(_size){_str = new char[_capacity + 1];//多开一个空间，需要存放\0strcpy(_str, str);//将字符串拷贝到_str}//拷贝构造// 传统写法//string(const string& s)//	:_size(s._size)//	,_capacity(s._capacity)//{//	_str = new char[s._capacity + 1];//	strcpy(_str, s._str);//}void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}//现代写法 s1(s2)string(const string& s):_str(nullptr),_size(0),_capacity(0){string tmp(s._str);//构造swap(tmp);//this->swap(s);}//赋值// 传统写法//string& operator=(const string& s)//{//	if (this != &s)//	{//		char* tmp = new char[s._capacity];//		strcpy(tmp, s._str);//		delete[] _str;//		_str = tmp;//将tmp字符串直接给_str，类似浅拷贝//		_size = s._size;//		_capacity = s._capacity;//	}//	return *this;//}//现代写法//string& operator=(const string& s)//{//	if (this != &s)//	{//		string tmp(s);//拷贝构造//		swap(tmp);//	}//	return *this;//}// 极致写法，效率与上面一样string& operator=(string tmp)//参数直接调用拷贝构造{swap(tmp);return *this;}~string(){cout << "~string()" << endl;delete[] _str;_size = _capacity = 0;}private:char* _str;size_t _size;//有效存储字符个数size_t _capacity;//实际空间};
}