16.C++STL 3(string类的模拟，深浅拷贝问题)

⭐本篇重点：string类的模拟，自己实现一个简单的string类

⭐本篇代码：c++学习/05.string类的学习 · 橘子真甜/c++-learning-of-yzc - 码云 - 开源中国 (gitee.com)

目录

一. 经典string类的模拟

1.1 深浅拷贝问题

 1.2 使用深拷贝完成经典string类的模拟

a size函数

b 拷贝构造函数

 c 赋值运算符重载

d operator[]重载

二. 现代写法的string类模拟

2.1 拷贝构造函数

 2.2 赋值运算符重载

三. 下篇文章：STL中vector的使用 

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一. 经典string类的模拟

        实现一个简单的string类，主要是实现string类的构造函数，析构函数，拷贝构造函数，赋值运算符重载。这个过程需要我们首先理解深浅拷贝的问题。

1.1 深浅拷贝问题

        浅拷贝问题：如果我们初始化一个对象的时候，只是简单的将另一个对象的值赋值给这个对象。比如我们在堆上申请的空间。当我们销毁这两个对象的时候，由于它们指向同一个空间，这个空间就会被销毁两次。程序就会崩溃。

测试代码：

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;namespace yzc
{class string{public:string(const char* str = ""):_str(new char[strlen(str) + 1]){cout << "调用构造函数" << endl;strcpy(_str, str);}//拷贝构造string(const string& str){*this = str;}~string(){cout << "调用析构函数" << endl;delete[] _str;}void print(){cout << _str << endl;}private:char* _str;};
}int main()
{yzc::string s1 = "123456";yzc::string s2 = "abcdef";s1.print();s2.print();return 0;
}

没有调用拷贝构造函数，可以正常输出。

运行结果如下：

如果我们使用拷贝构造函数

int main()
{yzc::string s1 = "123456";yzc::string s2(s1);return 0;
}

分析代码可知，由于浅拷贝问题。输出一次调用构造函数和两次析构函数后程序崩溃

只有使用深拷贝，我们在拷贝构造函数里面重新申请一份空间，然后重新全部复制才行。 

 1.2 使用深拷贝完成经典string类的模拟

a size函数

        为了完成深拷贝，我们需要定义一个size函数用于求_str的长度。加上const，因为函数内部并不会更改任何值

		int size()const{return strlen(_str);}

b 拷贝构造函数

与构造函数类似，我们重新开辟一份空间，然后使用strcpy进行拷贝

​//拷贝构造,使用深拷贝完成拷贝string(const string& s):_str(new char[s.size()]){strcpy(_str, s._str);}

测试代码： 

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;namespace yzc
{class string{public:string(const char* str = ""):_str(new char[strlen(str) + 1])	//由于C语言字符串后面都带'\0',需要加上1{strcpy(_str, str);}拷贝构造//string(const string& str)//{//	*this = str;//}//拷贝构造,使用深拷贝完成拷贝string(const string& s):_str(new char[s.size() + 1])    //一定要注意要加1，否则会越界访问{strcpy(_str, s._str);}~string(){delete[] _str;_str = nullptr;}int size()const{return strlen(_str);}void print(){cout << _str << endl;}private:char* _str;};
}int main()
{yzc::string s1 = "123456";yzc::string s2(s1);s1.print();s2.print();return 0;
}

测试结果 

 c 赋值运算符重载

与拷贝构造函数一样，要注意深浅拷贝的问题

		//赋值运算符重载string& operator=(const string& s){if (this != &s)//地址不同才进行赋值{delete[] _str; //释放原地址空间，防止内存泄漏//定义中间变量tmp用于拷贝char* tmp = new char[s.size() + 1]; //注意要 + 1strcpy(tmp, s._str);_str = tmp;}return *this; //返回当前对象，为了支持 a = b = c}

 测试：主函数代码如下

int main()
{yzc::string s1 = "123456";yzc::string s2 = "abcdef";yzc::string s3 = s1;yzc::string s4;s4 = s2;s3.print();s4.print();return 0;
}

测试结果：

d operator[]重载

我们还能重载[]这个操作符，方便我们遍历整个字符串

直接输入i，返回_str[i]即可（注意const） 

		char& operator[](size_t i){assert(i < size());return _str[i];}const char& operator[](size_t i)const{assert(i < size());return _str[i];}

测试代码：

int main()
{yzc::string s1 = "159753468244";for (int i = 0; i < s1.size(); i++){cout << s1[i] << " ";}cout << endl;return 0;
}

运行结果：

二. 现代写法的string类模拟

2.1 拷贝构造函数

         为了提高代码的复用，我们在拷贝构造函数中使用构造函数去构造一个对象，然后交换当前对象和这个对象。

代码如下：

		//现代版写法string(const string& s):_str(nullptr){string strTmp(s._str); //使用构造函数将s._str构造一个tmpswap(_str, strTmp._str);//交换_str和tmp}

交换后，strTmp由于是局部变量就直接被销毁了！ 而我们创建的对象被保留

 2.2 赋值运算符重载

我们使用传值方法传参，交换_str后我们成功创建的对象。且不会影响传入的对象

//现代版写法string& operator=(string s) //不使用引用传参，而是传值{swap(_str, s._str);return *this;}

测试代码

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include <iostream>
#include <assert.h>
using namespace std;namespace yzc
{class string{public:string(const char* str = ""):_str(new char[strlen(str) + 1])	//由于C语言字符串后面都带'\0',需要加上1{strcpy(_str, str);}拷贝构造,使用深拷贝完成拷贝//string(const string& s)//	:_str(new char[s.size() + 1]) //注意要加1//{//	strcpy(_str, s._str);//}//现代版写法string(const string& s):_str(nullptr){string strTmp(s._str); //使用构造函数将s._str构造一个tmpswap(_str, strTmp._str);//交换_str和tmp}赋值运算符重载//string& operator=(const string& s)//{//	if (this != &s)//地址不同才进行赋值//	{//		delete[] _str; //释放原地址空间，防止内存泄漏//		//定义中间变量tmp用于拷贝//		char* tmp = new char[s.size() + 1];//		strcpy(tmp, s._str);//		_str = tmp;//		//	}//	return *this; //返回当前对象，为了支持 a = b = c//}//现代版写法string& operator=(string s) //不使用引用传参，而是传值{swap(_str, s._str);return *this;}~string(){delete[] _str;_str = nullptr;}size_t size()const{return strlen(_str);}void print(){cout << _str << endl;}private:char* _str;};
}int main()
{yzc::string s1 = "123456";yzc::string s2(s1);yzc::string s3 = s1;s1.print();s2.print();s3.print();return 0;
}

运行结果：

三. 下篇文章：STL中vector的使用