C++ --＞ string类模拟实现（附源码）

在C++中，字符串的处理通常依赖于标准库中的std::string类，它提供了许多强大的功能，比如动态字符串管理、字符串拼接、查找等。然而，在某些情况下，我们可能需要自己实现一个简单的字符串类来深入理解它的内部机制及内存管理。在本文中，我们将模拟实现一个简单的字符串类，并提供相关的源码示例。

自定义字符串类的设计

我们首先需要决定字符串类的基本构建块。该类需要能够： 1. 存储字符串数据。 2. 提供构造函数和析构函数以管理内存。 3. 实现字符串的拷贝构造和赋值操作。 4. 提供基本的字符串操作，如拼接、长度获取和输出。

字符串类的基本实现

下面是一个简单的MyString类的实现示例：

#include <iostream>
#include <cstring>

class MyString {
private:
    char* data; // 字符串数据的指针
    size_t length; // 字符串长度

public:
    // 默认构造函数
    MyString() : data(nullptr), length(0) {}

    // 带参数的构造函数
    MyString(const char* str) {
        if (str) {
            length = strlen(str);
            data = new char[length + 1]; // 为'\0'分配空间
            strcpy(data, str);
        } else {
            data = nullptr;
            length = 0;
        }
    }

    // 拷贝构造函数
    MyString(const MyString& other) {
        length = other.length;
        if (other.data) {
            data = new char[length + 1];
            strcpy(data, other.data);
        } else {
            data = nullptr;
        }
    }

    // 析构函数
    ~MyString() {
        delete[] data;
    }

    // 赋值运算符
    MyString& operator=(const MyString& other) {
        if (this != &other) { // 防止自我赋值
            delete[] data; // 释放原有内存
            length = other.length;
            if (other.data) {
                data = new char[length + 1];
                strcpy(data, other.data);
            } else {
                data = nullptr;
            }
        }
        return *this;
    }

    // 获取字符串长度
    size_t Size() const {
        return length;
    }

    // 字符串拼接
    MyString operator+(const MyString& other) {
        MyString result;
        result.length = length + other.length;
        result.data = new char[result.length + 1];
        if (data) {
            strcpy(result.data, data);
        }
        if (other.data) {
            strcat(result.data, other.data);
        }
        return result;
    }

    // 输出字符串
    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const MyString& myString) {
        if (myString.data) {
            os << myString.data;
        }
        return os;
    }
};

int main() {
    MyString str1("Hello, ");
    MyString str2("World!");
    MyString str3 = str1 + str2; // 字符串拼接

    std::cout << "String 1: " << str1 << std::endl; // 输出：Hello, 
    std::cout << "String 2: " << str2 << std::endl; // 输出：World!
    std::cout << "Concatenated String: " << str3 << std::endl; // 输出：Hello, World!

    std::cout << "Length of str3: " << str3.Size() << std::endl; // 输出字符长度

    return 0;
}

代码解析

1. 基本成员变量：data用于存储字符串内容，length用于存储字符串长度。
2. 构造函数：不同的构造函数实现了默认构造、拷贝构造以及接受C风格字符串的构造。
3. 析构函数：负责释放动态分配的内存，防止内存泄漏。
4. 赋值运算符：实现了深拷贝，确保不会发生内存泄漏。
5. 字符串拼接：通过重载+运算符实现。
6. 友元函数：重载<<运算符以方便输出字符串。

总结

通过上面的示例，我们实现了一个简单的字符串类MyString，涵盖了基本的构造、拷贝、赋值和字符串操作。在实际开发中，使用标准的std::string通常是推荐的做法，因为它经过了广泛的测试和优化，但这个自定义的实现帮助我们更好地理解字符串的底层原理与C++中的内存管理。