串的代码实现

前言

最近期末临近，我不得不分出我宝贵的时间去应对那该死的期末考试，我宝贵的清晨无法完整地投入到代码中去让我感觉十分沮丧，今天在休息的时候了解到智谱开源了他们家的auto GLM大模型，这是什么东西呢，它是一种智能手机Ai模型，可以直接利用语音或者文字指令命令AI帮助在手机上操作的开源程序，比如说点外卖、对比各大带货网站上对应商品的价格等等，经过豆包手机的战败以后，智谱接踵而来，我相信ai的时代已然降临。

今天上午我要完成串的代码整理，然后下午完成两道对应的题目，顺便学一下java应付考试，然后学习一下概数，具体计划细节下午再商讨。

代码

#include<iostream> #include<cstring> using namespace std; class String { private: char* str; size_t length;//size_t是专门为长度准备的变量类型 public: String();//初始化字符串为空串 String(const char* s);//初始化字符串为传入字符串的副本 ~String(); String(const String& s);//拷贝构造函数 size_t getLength() const;//获取字符串长度 char operator[] (size_t index) const;//用运算符重载实现获取字符串的索引 String &operator= (const String& s);//赋值运算符的重载 bool operator==(const String& s) const;//等于运算符重载 bool operator!=(const String& s) const;//不等于运算符重载 String copy() const;//字符串的拷贝 String operator+(const String& s) const;//拼接字符串运算符的重载 friend ostream& operator<<(ostream& out, const String& s);//友元函数用来输出字符串 }; String::String() {//字符串的创建 length = 0; str = new char[1]; str[0] = '\0';//只有结束符，那么这就是一个空的字符串 } //字符串的创建2 String::String(const char* s) {//添加const保证在这个函数内部不会改变s的值 length = strlen(s);//这里s仅是字符串，所以只能用strlen求长度 str = new char[length+1]; strcpy_s(str, length + 1, s); } //字符串的销毁 String::~String() { delete[] str; } //拷贝构造函数 String::String(const String& s) {//用已经创建的对象来初始化对象 length = s.length; str = new char[length + 1]; strcpy_s(str, length + 1,s.str); } //获取字符串的长度 size_t String::getLength() const {//const代表函数内部不能改变成员变量 return length; } //索引的符号重载 char String::operator[](size_t index) const { return str[index]; } //赋值符号的重载 String& String::operator=(const String& s) {//返回值类型是对象引用，目的是节省内存，不会在函数内部生成一个新的对象来操作 if (this != &s) {//避免自赋值：s1=s1,this代表需要被赋值的String类对象，然后s代表待传入的或者是把值赋给别人的String类对象 delete[] str; length = s.length;//这里s是String类对象，所以可以直接调用类内的成员变量 str = new char[length + 1]; strcpy_s(str, length + 1, s.str);//这里s作为String类对象，依然使用类内的成员变量 } return *this;//返回包含字符串内容和长度的String类对象 } //等于运算符的重载 bool String::operator==(const String& s) const{ return strcmp(str, s.str) == 0;//strcmp函数逐个比较两个字符串中字符的大小，然后如果等于0，则代表相等，那么得1，返回 } //不等于运算符的重载 bool String::operator!=(const String& s) const{ return strcmp(str, s.str) != 0; } //字符串的拷贝 String String::copy() const{ return *this;//这里原本是报错的，为什么加了拷贝构造函数以后，就不报错啦？？？ } //串的拼接 String String::operator+(const String& s) const{ String result; result.length = length + s.length; result.str = new char [result.length + 1];//这里char代表申请的是一个result.length + 1长度的char类型的连续的内存 //而如果是char*,那就是申请如此数量的指针，这些指针存放在一个数组里，每一个指针指向一个字符串。 strcpy_s(result.str, result.length + 1, str);//代表将str复制给result strcat_s(result.str, result.length + 1, s.str);//代表将s复制一份，拷贝到result后面 return result; } //输出字符串 ostream& operator<<(ostream& out, const String& s) { out << s.str; return out; } int main() { String s("520"); cout << s.copy() << endl; cout << s + "1314" << endl; cout << (s != "520") << endl; String a , b , c; a = b = c = s; cout << a << b << c << s << endl; }

解释

首先是串的类的实现，这一部分的代码出现了一些我陌生又熟悉的东西，虽然运算符重载，友元函数这些都学过，但不扎实，稍后伴随学习我将同时对这部分知识进行巩固。

在字符串的类的实现中，首先是两个私有类型的成员变量，为存储字符串内容的str,类型是指向char类型的指针，然后是字符串的长度，类型为size_t,这里我着重解释一下，

size_t是用于表示“无符号整数”的类型，专门用来存储对象大小，

然后是公共的成员函数，首先是构造函数，一个是默认构造函数，它的作用是初始化字符串为空串，然后是有参构造函数，它的作用是将字符串初始化为传入的字符串，然后是析构函数，然后是拷贝构造函数，这里也解释一下，

拷贝构造函数，作用是利用已经创建的对象来初始化新的对象，格式是：类名(const 类名& 对象名){},主要的应用场景就是函数的传参和函数的返回值，以函数的传参为例，当类的实例化对象作为参数传入函数时，函数内部会生成一个形参，来存储这个对象的值，这个时候就在函数内部拷贝出来一个副本，就相当于已经调用了一次拷贝构造函数。

然后是获取字符串长度的函数，紧接着是一系列运算符的重载，这个部分在类里面有所涉及，但是比较生疏所以咱们也解释一下，char operator[] (size_t index) const;是下标运算符的重载，比赛中用到的比较多，然后如果是想要改变字符串中的字符的话，只需要将这行语句变成

char& operator[] (size_t index) ；就行，然后后面的赋值运算符的重载，比赛中用不到，后面的相等和不等运算符的重载，比赛中常常用到，另外后面的拼接运算符，比赛中用它来把两个字符串拼起来，最后的输出重载：friend ostream& operator<<(ostream& out, const String& s);也是常用的，写了它，比赛中printf(s.str)这样的语句就可以写成cout<<s;,非常节省时间。

class String { private: char* str; size_t length;//size_t是专门为长度准备的变量类型 public: String();//初始化字符串为空串 String(const char* s);//初始化字符串为传入字符串的副本 ~String(); String(const String& s);//拷贝构造函数 size_t getLength() const;//获取字符串长度 char operator[] (size_t index) const;//用运算符重载实现获取字符串的索引 String &operator= (const String& s);//赋值运算符的重载 bool operator==(const String& s) const;//等于运算符重载 bool operator!=(const String& s) const;//不等于运算符重载 String copy() const;//字符串的拷贝 String operator+(const String& s) const;//拼接字符串运算符的重载 friend ostream& operator<<(ostream& out, const String& s);//友元函数用来输出字符串 };

然后是成员函数的具体实现，这里面首先是字符串的创建，第一个是初始化字符串为空串的构造函数，首先将length赋值为0，然后是让str指向一个char类型长度为1的内存，将'\0'存进去，这样就形成了一个空串。然后是第二个有参构造函数，将length赋值为传入字符串的长度，然后申请一块长度+1的内存，并让str指向它，然后调用strcpy_s函数，将传入字符串的值传给这个字符串，_s相比没有，设置了目标缓存大小，防止了缓冲区溢出问题。

String::String() {//字符串的创建 length = 0; str = new char[1]; str[0] = '\0';//只有结束符，那么这就是一个空的字符串 } //字符串的创建2 String::String(const char* s) {//添加const保证在这个函数内部不会改变s的值 length = strlen(s);//这里s仅是字符串，所以只能用strlen求长度 str = new char[length+1]; strcpy_s(str, length + 1, s); }

然后是字符串的销毁，这里没什么好说的，用new来申请内存，那就用delete来释放内存。

//字符串的销毁 String::~String() { delete[] str; }

然后是拷贝构造函数，它的目的是防止后续赋值操作变成浅赋值，导致两个对象指向同一个地址而双倍析构。实现思路就是将长度传过来，然后申请一个内存，把字符串的内容复制过来。

//拷贝构造函数 String::String(const String& s) {//用已经创建的对象来初始化对象 length = s.length; str = new char[length + 1]; strcpy_s(str, length + 1,s.str); }

然后获取字符串的长度咱们一带而过就好啦。

//获取字符串的长度 size_t String::getLength() const {//const代表函数内部不能改变成员变量 return length; }

然后是一系列运算符的重载，我们需要了解每一步的代码逻辑，方便记忆。

索引运算符重载，返回值类型为char，代表返回目标索引的字符，加入作用域来调用类内私有成员，然后operator作为运算符重载的核心关键字，后面加上任意字符，都可以实现对该字符的重载，这里运算符重载，直接返回数组索引值即可。

//索引的符号重载 char String::operator[](size_t index) const { return str[index]; }

然后是赋值运算符的重载，这里简单解释一下逻辑，返回值为对象引用，代表返回的是对象本身而不是它的拷贝，代表这个函数中没有新生成一个内存来操作，而是直接改变变量本身，函数内部首先判断传入字符串与对象本身是否是同一个，避免自赋值，然后如果不是同一个值，那么首先释放str指向的内存，然后将长度赋值，然后给对象申请一个新的内存空间，并把字符串的内容赋值过来。最终返回*this,this指向整个类也就是变量本身，那*this就是这个对象。

//赋值符号的重载 String& String::operator=(const String& s) {//返回值类型是对象引用，目的是节省内存，不会在函数内部生成一个新的对象来操作 if (this != &s) {//避免自赋值：s1=s1,this代表需要被赋值的String类对象，然后s代表待传入的或者是把值赋给别人的String类对象 delete[] str; length = s.length;//这里s是String类对象，所以可以直接调用类内的成员变量 str = new char[length + 1]; strcpy_s(str, length + 1, s.str);//这里s作为String类对象，依然使用类内的成员变量 } return *this;//返回包含字符串内容和长度的String类对象 }

然后是等于运算符的重载和不等于运算符的重载，返回值都是bool类型，有相等和不相等两种结果，然后作用域，然后operator==和operator!=，后面小括号里面加上const String& s,这是默认的写法，const代表不改变传入字符串的值，String&代表对象引用，直接将字符串本身传入，而不是创建一个新的副本，节省内存，最后加上const，代表这个函数内部不会改变类本身，然后函数内部利用strcmp判断两个字符串即可。

//等于运算符的重载 bool String::operator==(const String& s) const{ return strcmp(str, s.str) == 0;//strcmp函数逐个比较两个字符串中字符的大小，然后如果等于0，则代表相等，那么得1，返回 } //不等于运算符的重载 bool String::operator!=(const String& s) const{ return strcmp(str, s.str) != 0; }

然后字符串的拷贝直接返回对象本身即可。

//字符串的拷贝 String String::copy() const{ return *this;//这里原本是报错的，为什么加了拷贝构造函数以后，就不报错啦？？？ }

然后是串的拼接，返回值为String类对象，代表包含字符串的内容和长度的类，包含作用域，operator+(const String& s) const,然后函数内部，首先声明类对象result，用它来暂存当前类的字符串的长度和内容，然后利用strcat_s，将传入字符串拷贝到当前字符串的后面。

//串的拼接 String String::operator+(const String& s) const{ String result; result.length = length + s.length; result.str = new char [result.length + 1];//这里char代表申请的是一个result.length + 1长度的char类型的连续的内存 //而如果是char*,那就是申请如此数量的指针，这些指针存放在一个数组里，每一个指针指向一个字符串。 strcpy_s(result.str, result.length + 1, str);//代表将str复制给result strcat_s(result.str, result.length + 1, s.str);//代表将s复制一份，拷贝到result后面 return result; }

最后是输出字符串的函数，它是用于输出String类对象的友元重载函数，函数声明部分，返回值类型是ostream&,是ostream类的引用，目的是支持连续输出，比如cout<<s1<<s2;然后operator<<代表输出运算符重载的函数名，通过cout<<s语句调用这个函数，后面小括号是函数传参，第一个参数是ostream&类型的out变量，它的作用是直接操作输出流对象，传引用避免拷贝，后面是const的 String& 类型的变量s，代表待输出的变量。函数体内部的out代表输出流的对象，我打个比方，如果我们在主函数中写这样一行语句：cout<<s,就相当于operator<<(cout,s),cout和s分别占据这个函数两个参数的位置，out就是作为形参的一个名称，存储cout这个实参，然后函数内部：out<<s.str就好解释啦，就相当于简单的输出语句格式，最后返回out是返回传入的输出流对象out的引用，目的是支持链式输出，至于为什么，咱们就不深究啦。

//输出字符串 ostream& operator<<(ostream& out, const String& s) { out << s.str; return out; }

总结

在我看来串这个数据结构真是无聊，就是把<string>头文件可以实现的功能在类里面利用<cstring>头文件里面的函数来实现，真是无聊。:(