String C++实现
改进：
/*
版权信息：狼
文件名称：String.h
文件标识：
摘 要：对于上版本简易的String进行优化跟进。
改进
1.（将小块内存问题与大块分别对待）小内存块每个对象都有，当内存需求大于定义大小时利用动态分配
2.实现大块内存的写时拷贝功能，提高效率，优化空间利用
3.类似new[]实现机制：将动态内存块大小信息保存为隐藏“头”
4.对于大块内存采取动态增长型。不够时扩容为当前大小的2倍
当前版本：1.2
修 改 者：狼
完成日期：2015-12-12
取代版本：1.1
原 作 者：狼
完成日期：2015-12-11
*/
#ifndef _STRING_H
#define _STRING_H
#include<iostream>
using namespace ::std;
namespace COW
{
class String
{
friend void Check_Interface(String &S);
friend ostream& operator << (ostream&os, String &Str);
public:
String(const char* str = "");
String(String& Str);
String& operator=(const String& Str);
~String();
public:
int Find(char ch)const;
int Find(const char* str)const;
void PushBack(char ch);
void Insert(size_t pos, char ch);
void Insert(size_t pos, const char* str);
bool Erase(size_t pos);
bool Erase(size_t pos, size_t n);
size_t Strlen()const;
private:
void InitInfo(size_t inUse); //初始化capacity and inUse
void CheckMem(size_t add = 1); //对于内存操作时的增否处理
const char* GetAdd()const; //获取当前字符串所在位置
size_t capacity()const; //读取头，获得有效容量长度
int inCount()const; //获取引用计数
void decrease();//减少引用计数。
void increase();//增加引用计数。
private:
enum{BufSize = 16}; //利用枚举进行数组初始化
char *_str; //内容块，“头”代替capacity
char _buff[BufSize]; // 小内存块处理。
};
ostream& operator << (ostream&os, String &Str);
}
#endif
#include"String.h"
#pragma warning (disable:4351 4996)
using namespace COW;
String::String(const char *Str)
:_str(NULL)
, _buff()
{
//采用动态分配
if (strlen(Str) >= BufSize)
{
//1.记录引用计数，2.记录当前有效大小 strlen（）+1
_str = new char[strlen(Str) + 5+4];
InitInfo(strlen(Str)+1);
char *cur = const_cast<char*>(GetAdd());
strcpy(cur, Str); //有效位置
}
else//静态存储
{
strcpy(_buff, Str);
}
}
String::String(String& Str)
:_str(NULL)
, _buff()
{
// 1.如果是小块内存。浅拷贝
if (Str._str == NULL)
{
strcpy(_buff,Str._buff);
}
else
{
_str = Str._str;
this->increase();
}
}
String& String::operator=(const String& Str)
{
//都是动态 且指向一处
if (_str == Str._str&&_str != NULL)
return *this;
//两个都是小内存时
if (Str._str == NULL&&_str==NULL)
{
strcpy(_buff, Str._buff);
}
//如果*this 是小内存（不存在内存变更，不用处理buff）,Str 动态。
else if (_str==NULL&&Str._str!=NULL)
{
_str = Str._str;
this->increase();
}
//*this 动态，Str小内存。减少*this._str计数。。.更改buff
else if(_str!=NULL&&Str._str==NULL)
{
this->decrease();
_str = NULL;
strcpy(_buff,Str._buff);
}
//两个都是动态分配 但不同
else
{
this->decrease();
_str = Str._str;
this->increase();
}
return *this;
}
///////问题1...命名空间冲突时
ostream& COW::operator << (ostream&os, String &Str)
{
if (Str._str)
{
os << (Str._str + 8);
}
else
os << Str._buff;
return os;
}
////////////////////////core_func
inline void String::increase()
{
*(int*)_str += 1;
}
inline void String::decrease()
{
if (_str != NULL)
{
//////问题2，，每次decrease之后必须变更_str..为NULL或者指向新块
if ((*(int*)_str) - 1 != 0)
{
(*(int*)_str) -= 1;
}
else
{
delete[]_str;
_str = NULL;
}
}
}
String::~String()
{
this->decrease();
_str = NULL;
}
///获取字符串的核心地址
const char *String::GetAdd()const
{
//忘记给对正确起始点
return _str ? _str+8 : _buff;
}
size_t String::capacity()const
{
return *((int*)_str+1);
}
int String::inCount()const
{
return *((int*)_str);
}
//设置头 信息
void String::InitInfo(size_t inUse)
{
*((int*)_str) = 1;
*((int*)_str + 1) = inUse;
}
void String::CheckMem(size_t add)
{
if (_str == NULL)
{
//小内存，且变动后不越界。
if (strlen(_buff) + add < 16)
return;
//小内存，变动后越界
else
{
_str = new char[strlen(_buff) + add + 9];
InitInfo(strlen(_buff) + add+1);
}
}
else
{
//容量足够,且引用计数为1；
if (strlen(_str + 8) + add < capacity()&& inCount()==1)
{
//,但是写时拷贝，需要更新空间，所以顺带增加宽度
//if (inCount() != 1)
//{
// int new_mem = (strlen(_str + 8) + add) * 2 + 9;
// this->decrease();
//
// _str = new char[new_mem];
// //少了+1 会造成后续始终有一个字节浪费问题
// InitInfo((strlen(_str + 8) + add) * 2 + 1);
//}
return;
}
else
{
//扩容后，容量为当前串长的2倍。 匹配使用，，用realloc 会出现问题
//realloc(_str, (strlen(_str+8) + add) * 2 + 8);
//不能delete，，写时拷贝忘记了。。引用计数问题忘记了？
//delete[] _str;、
//先计算所需，再decrease()，因为可能赋值为NULL,不得求Strlen
int new_mem = (strlen(_str + 8) + add) * 2 + 9;
this->decrease();
_str = new char[new_mem];
//少了+1 会造成后续始终有一个字节浪费问题
InitInfo(new_mem-8);
}
}
}
//////////////////publicFunc
int String::Find(char ch)const
{
char *cur = const_cast<char*>(GetAdd());
int pos = -1;
while (*cur)
{
pos++;
if (*cur == ch)
return pos;
cur++;
}
return -1;
}
int String::Find(const char* str)const
{
if (str == NULL)
return -1;
char *cur = const_cast<char*>(GetAdd());
int pos = -1;
int len = strlen(str);
while (*(cur + len))
{
pos++;
///简直，，if 后边有个；bug
if (strncmp(cur, str, len) == 0)
return pos;
cur++;
}
return -1;
}
void String::PushBack(char ch)
{
//首先保存内容。然后判断空间，然后存储。
char p[100];
char *st = const_cast<char*>(GetAdd());
strcpy(p, st);
CheckMem(); //默认为1；
st = const_cast<char*>(GetAdd());
strcpy(st, p);
st[strlen(st)+1] = ‘\0‘;
st[strlen(st)] = ch;
}
size_t String::Strlen()const
{
return strlen(GetAdd());
}
void String::Insert(size_t pos, char ch)
{
//越界有效化。。。
if (pos >= Strlen())
{
pos = Strlen()-1;
}
//首先保存内容。然后判断空间，然后存储。
char p[100];
char *st = const_cast<char*>(GetAdd());
strcpy(p, st);
CheckMem(); //默认为1；
st = const_cast<char*>(GetAdd());
strncpy(st, p, pos);
st[pos] = ch;
//不能用strcat,前边字符串不存在‘\0‘
strcpy(st + pos + 1, p + pos);
}
void String::Insert(size_t pos, const char* str)
{
//越界有效化。。。
if (pos >= Strlen())
{
pos = Strlen();
}
//首先保存内容。然后判断空间，然后存储。
char p[100];
char *st = const_cast<char*>(GetAdd());
strcpy(p, st);
int len = strlen(str);
CheckMem(len); //默认为1；
st = const_cast<char*>(GetAdd());
strncpy(st, p, pos);
strcpy(st + pos, str);
strcpy(st + pos + len, p + pos);
}
bool String::Erase(size_t pos)
{
char *cur = const_cast<char*>(GetAdd());
size_t len = Strlen();
if (pos >= len)
return false;
memmove(cur+ pos, cur + pos + 1, len + 1);
return true;
}
bool String::Erase(size_t pos, size_t n)
{
char *cur = const_cast<char*>(GetAdd());
size_t len = strlen(cur + pos + 1);
if (pos >= len)
return false;
memmove(cur + pos, cur + pos + n, len + 1);
return true;
}
//////friend 友员函数不能跨越命名空间访问私有成员？？？？？？？？？？？？
void Check_Interface(COW::String &S)
{
//char COW::String::*ch = S._str;
//const char *ch = S._str;
cout << endl;
}
///////////////////////////Test
#include"String.h"
using namespace COW;
void Test_COPY_EPU()
{
String S1("hellow world!");
String S2("hellow world");
String S3;
S3 = S2;
String S4;
S4 = S1;
//少对多，少对少
cout << "小内存赋值" << S3 << endl;
cout << "小内存赋值" << S4 << endl;
//多对多，多对少
String S5("change world");
S5 = S1;
cout << S5 << endl;
S5 = S2;
cout << S5 << endl;
//多多且等
String S6 = S1;
S6 = S1;
cout << S6 << endl;
}
void Test_Find_Erase()
{
String S1("hellow world!");
String S2("hellow world");
cout << S1.Find(‘l‘) << endl;
cout << S2.Find(‘z‘) << endl;
cout << S1.Find("low") << endl;
char*p = NULL;
cout << S2.Find(p) << endl;
S2.Erase(4);
S2.Erase(4, 3);
cout << S2 << endl;
}
void Test_Push_Insert()
{
String S1("hellow world!");
String S2("hellow world");
//S1.PushBack(‘l‘);
//S1.PushBack(‘v‘);
//S2.PushBack(‘l‘);
//S2.PushBack(‘v‘);
int pos = S1.Find(‘l‘);
S1.Insert(pos,‘v‘);
S1.Insert(100, "lv");
cout << S1 << endl;
cout << S2 << endl;
}
void main()
{
//Test_COPY_EPU();
//Test_Find_Erase();
Test_Push_Insert();
}
时间： 2024-08-09 02:06:28