C++中string底層原理的示例分析

小編給大家分享一下C++中string底層原理的示例分析，相信大部分人都還不怎么了解，因此分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后大有收獲，下面讓我們一起去了解一下吧！

一、深淺拷貝

淺拷貝：

在實(shí)現(xiàn)string時(shí)要是不實(shí)先string拷貝構(gòu)造，會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)拷貝構(gòu)造函數(shù)，但是他只是一個(gè)淺拷貝。兩個(gè)string對象指向同一個(gè)地址，在兩個(gè)對象調(diào)用析構(gòu)函數(shù)是，前一個(gè)對象調(diào)用的析構(gòu)函數(shù)已經(jīng)釋放了這個(gè)地址的內(nèi)從，而后一個(gè)會(huì)重復(fù)釋放該塊空間，導(dǎo)致出錯(cuò)。

會(huì)觸發(fā)斷點(diǎn)，然后報(bào)錯(cuò).

class string
{
public:
/*string()
:_str(new char[1])
{*_str = '\0';}
*/
//string(const char* str = "\0") 錯(cuò)誤示范
//string(const char* str = nullptr) 錯(cuò)誤示范
string(const char* str = "")
{
// 構(gòu)造string類對象時(shí)，如果傳遞nullptr指針，認(rèn)為程序非法，此處斷言下
if(nullptr == str)
{
assert(false);
return;
}
_str = new char[strlen(str) + 1];
strcpy(_str, str);
}
~string()
{
if(_str)
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
}
private:
char* _str;
};
// 測試
void Teststring()
{
string s1("hello bit!!!");
string s2(s1);
}

說明：上述string類沒有顯式定義其拷貝構(gòu)造函數(shù)與賦值運(yùn)算符重載，此時(shí)編譯器會(huì)合成默認(rèn)的，當(dāng)用s1構(gòu)造s2時(shí)，編譯器會(huì)調(diào)用默認(rèn)的拷貝構(gòu)造。最終導(dǎo)致的問題是，s1、s2共用同一塊內(nèi)存空間，在釋放時(shí)同一塊空間被釋放多次而引起程序崩潰，這種拷貝方式，稱為淺拷貝。

如果對象中管理資源，最后就會(huì)導(dǎo)致多個(gè)對象共享同一份資源，當(dāng)一個(gè)對象銷毀時(shí)就會(huì)將該資源釋放掉，而此時(shí)另一些對象不知道該資源已經(jīng)被釋放，以為還有效，所以 當(dāng)繼續(xù)對資源進(jìn)項(xiàng)操作時(shí)，就會(huì)發(fā)生發(fā)生了訪問違規(guī)。要解決淺拷貝問題，C++中引入了深拷貝。

深拷貝

如果一個(gè)類中涉及到資源的管理，其拷貝構(gòu)造函數(shù)、賦值運(yùn)算符重載以及析構(gòu)函數(shù)必須要顯式給出。一般情況都是按照深拷貝方式提供。

二、string迭代器原理

string迭代器實(shí)際上是這樣的；

typedef char* Iterator;
		typedef const  char* const_Iterator;
		typedef char* reserve_Iterator;		

實(shí)際上是指針靠begin(),end(),rend(),rbegin(),cend(),dbegin()這幾個(gè)接口在做指針的前移和后移來遍歷字符串。

		typedef char* Iterator;
		Iterator begin() {
			return str;
		}
		Iterator end() {
			return str + _size;
		}
		string::iterator it=s.begin();
		while(it!=s.end()){
		cout<<*it<<endl;
		}

這里已typedef char* Iterator來說明。接口begin()實(shí)際上時(shí)返回首指針，而end()時(shí)返回字符串的尾指針，靠++來移動(dòng)指針。

三、string的傳統(tǒng)寫法

1.構(gòu)造實(shí)現(xiàn)

首先要解決string的構(gòu)造

string_str(const char* _str="")
			:_size(strlen(_str)),
			str(new char[strlen(_str) + 1]),
			_capasity(strlen(_str))
		{
			strcpy(str, _str);
		}
		string_str(string_str& st1)
			:str(new char[strlen(st1.str) + 1])
		{

			strcpy(this->str, st1.str);

		}

		~string_str() {
			delete[] str;
			str = nullptr;

		}

在實(shí)現(xiàn)構(gòu)造函數(shù)時(shí)采深度拷貝，因?yàn)闇\拷貝字符串在常量區(qū)是常量不能修改，采用深拷貝在堆區(qū)開辟空間，這樣字符串就能修改了。
接著是無參構(gòu)造，在string源碼中無參構(gòu)造對capacity初始化是15，而我在實(shí)現(xiàn)是初始化為0了。

	string_str(const string_str& st)
			:str(nullptr)
	{
			string_str tem(st.str);
			swap(this->str, tem.str);

		}

拷貝構(gòu)造采用深拷貝，創(chuàng)建一個(gè)和this一樣空間大小把str的內(nèi)容拷貝到this中。

2.其他接口

operator=

	/*	string_str& operator=(const string_str& st) {
			if (this != &st) {
				char* s = new char[strlen(st.str) + 1];
				delete[] this->str;
				this->str = s;
				strcpy(this->str, st.str);

			}
			return *this;


		}*/

思想和拷貝構(gòu)造基本相同采用深拷貝，創(chuàng)建一個(gè)和this一樣空間大小把str的內(nèi)容拷貝到this中。
reserve()

 void reserve(size_t num) {
			 if (num >= _capasity) {
				char* str1 = new char[num + 1]; 
			
				 strcpy( str1,this->str);
				
				 delete[] str; 
				 this->str = str1;
					_capasity = num;
					
				 
			 }
		 }

num如果比capacity小不做處理，比capacity大就進(jìn)行擴(kuò)容，開辟一個(gè)num大小空間的內(nèi)存，接著把this中的內(nèi)容拷到新開的內(nèi)存。
push_back()和append()

		 void push_back(char ch) {
			 if (_size >= _capasity) {
				 size_t num = _capasity == 0 ? 4 : 2 * _capasity;
				 this->reserve(num);

			 }
			 str[_size] = ch;
			 _size++;
			 str[_size] = '\0';
			 //\0標(biāo)志字符串結(jié)束
		 
		 }
		 void append(const char* ch) {
			 size_t len = strlen(ch);
			 if (_size + len > _capasity) {
				 this->reserve(_size + len);
			 }
			 strcpy(this->str+_size,ch);
			 _size += len;
			
		 }

resize():

		void resize(size_t num,char ch='\0') {
			 if (num <= this->_size) {
				 this->str[num] = '\0';
				 this->_size = num;
			 }
			 else {
				 
				 if (num >_capasity) {
					 reserve(num);
				 }
			 for (int i = _size; i < num; i++) {
				 str[i] = ch;
			}
			 _size = num;
			 str[num] = '\0';
			 }
		 }
		 size_t size() {
		 
			 return _size;
		 }
		 size_t capacity() {
			 return _capasity;
		 }

分3中情況：
1.num比size()小，只需把\0加到str[size]處就行。
2.num比size大比capacpty小,把str中size到num復(fù)制為ch
3.num比capacpty大首先先擴(kuò)容接著把size到num復(fù)制為ch。

以上是“C++中string底層原理的示例分析”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家都有了一定的了解，希望分享的內(nèi)容對大家有所幫助，如果還想學(xué)習(xí)更多知識(shí)，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！