C++自定义string类模拟实现与关键函数详解

在C++中，string类是标准库提供的一个强大且灵活的数据结构，用于处理字符串。本文将介绍如何模拟实现一个基本的string类，以理解其实现原理和关键函数。首先，我们创建一个名为`String`的类，它包含了以下几个主要部分： 1. **构造函数**: - `String(const char* str = "")`: 这是默认构造函数，用于创建一个空字符串或者根据传入的字符数组初始化。它计算输入字符串的长度，并为其分配额外的空间。`_sz`记录字符串的实际长度，`_capacity`存储当前可能的最大长度，`_str`是一个指向动态分配的字符数组。 2. **拷贝构造函数**: `String(const String& s)`: 用于复制另一个`String`对象的内容。它同样计算新字符串的长度，分配内存，并复制源字符串的内容。 3. **析构函数**: `~String()`: 在对象不再被引用时自动调用，释放内存并清空内部数据。这里检查 `_str` 是否非空，如果是，则调用`delete[]`释放内存。 4. **赋值运算符** (`operator=`): 有两个版本，分别接收`String`对象和字符指针。这个函数会更新目标对象的内部状态，如长度、容量和字符数组。 5. **索引访问运算符** (`operator[]`): 提供对字符串中特定位置字符的访问，通过传入的整数索引来获取或设置字符。 6. **push_back()** 函数: 向字符串尾部追加一个字符，动态扩展容量以容纳新字符。 7. **运算符重载**: - `String& operator+=(const String& str)`: 将另一个字符串连接到当前字符串末尾。 - `String& operator+=(const char* s)`: 同上，但接受字符指针。 - `String& operator+=(char c)`: 单个字符的追加。 - 五个insert函数：这些函数允许在指定位置插入字符串或字符，提供更大的灵活性。 通过模拟这些核心功能，我们可以构建一个简单的C++ string类，虽然实际使用时通常会依赖于标准库提供的`std::string`，但这有助于理解底层机制和实现原理。在实际编程中，`std::string`提供了丰富的功能和优化，如自动调整大小、内存管理等，是更推荐的选择。