【C++之STL】摸清 string 的模拟实现（下）
string的模拟实现系列文章：
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7. 字符串操作
7. 1 c_str()和date()
constchar*c_str()const;返回string对象底层的字符串的指针，且不可通过返回的指针修改字符串。
实现时直接返回即可。
constchar* string::c_str()const{return _str;}但是要注意的是，如果在使用该函数并将其返回值存储起来后，如果后续对string操作时导致string的字符串的地址发生了改变，那么之前存储起来的指针就已经失效了，是个野指针。
这个函数用来兼容一些C语言的不兼容string类型的接口。
date()接口和c_str()的效果是基本一样的。
7. 2 find()
首先是find()，它有四种重载：
size_t find(const string& str, size_t pos =0)const; size_t find(constchar* s, size_t pos =0)const; size_t find(constchar* s, size_t pos, size_t n)const; size_t find(char c, size_t pos =0)const;虽然有四种，但它们的目的是一样的：从string对象的第pos（缺省为0）个元素开始向后查找到数据尾部，查找与 str/s前n个字符完全相同的字符串，并返回第一个匹配项的第一个字符的位置，如果没有匹配项就返回npos。
这里模拟实现一下第2个和第4个重载，其他重载也是同理。
size_t string::find(char c, size_t pos)const{// 首先要断言，不然会数组越界访问assert(pos < _size);// 从pos位置开始找与字符 c 相同的字符for(size_t i = pos; i < _size; i++){if(_str[i]== c)return i;}// 没找到返回 nposreturn npos;} size_t string::find(constchar* s, size_t pos)const{assert(pos < _size);// strstr是C语言中用于比较两个字符串是否相同的库函数，使用方法请看下文。char* tmp =strstr(_str + pos, s);if(tmp ==nullptr)return npos;return tmp - _str;}补充：strstr的使用，在第10章。
如果是带有size_t n形参的函数，可以先把str/s的前n个字符拷贝出来再进行相同的过程。
而与find()功能相似的一系列函数：
// 与find()相同，只是从后往前找rfind()// 在字符串中搜索与其参数中指定的任何字符匹配的第一个字符。find_first_of()// 从后往前找find_last_of()// 找第一个不是的find_first_of()// 从后往前找第一个不是的find_last_not_of()可以自行尝试实现，与find()其实都大同小异，这里就不再赘述了。
8. 迭代器相关
在上文第三章我们提到过，可以直接使用
typedefchar* iterator;来模拟实现迭代器，这里做进一步补充。
8. 1 迭代器实现
尽管我们已经通过这种方式得到了迭代器，但迭代器除了普通迭代器之外还有const迭代器，对于一个被const修饰的string类型，如果尝试取出一个普通迭代器，会发生权限放大；以及在一些场景下，我们不希望迭代器有对对象中的数据进行修改的权限，就可以使用const迭代器，它的声明如下：
typedefconstchar* const_iterator;注意不要修改const_iterator这个名称！
对于普通的迭代器，当需要需要修改数据时，直接进行解引用然后修改就行了，而const迭代器虽然也能解引用，但是不能修改，只能查看数据。
8. 2 begin()
直接返回_str的第一个元素位置。
注意要实现两个版本，一个是普通版本的，还有一个const版本的。
string::iterator string::begin(){return _str;} string::const_iterator string::begin()const{return _str;}8. 3 end()
返回指向_str的最后一个元素的下一个位置的指针。
也要提供两个版本。
string::iterator string::end(){return _str + _size;} string::const_iterator string::end()const{return _str + _size;}注意迭代器区间是左开右闭的，所以end()指向的是有效数据的下一位。
rbegin()和rend的实现相对复杂，这里先不讲。
9. 运算符重载
9. 1 流插入和流提取
在类和对象(中)5.1章第13点我们提到过，流插入和流提取必须重载为全局函数或者使用友元，这离我们依然将其重载为全局函数。
std::ostream&operator<<(std::ostream& out,const test::string& s); std::istream&operator>>(std::istream& in, test::string& s);- 流插入比较简单，只需要直接将
_str插入到流中就可以了。
ostream&operator<<(ostream& out,const string& s){for(size_t i =0; i < s.size(); i++){ cout << s[i];} cout << endl;return out;}- 但流提取比较复杂，因为我们不知道会插入多长的数据，所以不能直接包装
cin>>_str，我们可以每次读取一个字符，然后判断和这个字符是不是' '或者'\n'，如果是就停止读取，不是就插入到字符串中。但是每次都进行插入可能会有性能问题，为了缓解这一问题，我们可以创建一个字符数组，每次读取到字符之后先放到这个字符数组中，如果这个字符数组满了或输入结束，就把它加到string对象中，这样可以缓解性能问题。
补充：istream::get()类似于getchar()，可以从流中得到一个字符。
istream&operator>>(istream& in, string& s){char ch ='\0';// 流提取会把原来的数据全部删除 s.clear();// 先提取一次，避免错误数据被插入 in.get(ch);// 临时数组char tmp[256];int times =0;while(ch !='\n'&& ch !=' '){if(times ==255){ tmp[times]='\0'; s += tmp; times =0;} tmp[times++]= ch; in.get(ch);}// 如果是输入结束，也要把tmp再次追加到string对象后面if(times !=0){ tmp[times]='\0'; s += tmp;}return in;}9. 2 比较运算符
booloperator<(const string& s1,const string& s2);booloperator<=(const string& s1,const string& s2);booloperator>(const string& s1,const string& s2);booloperator>=(const string& s1,const string& s2);booloperator==(const string& s1,const string& s2);booloperator!=(const string& s1,const string& s2);比较操作符虽然可以在类中重载，但也可以将其重载为全局函数。
虽然看着很多，但实际上我们只需要实现两个——==和>，其他的就可以全部进行复用这两个来快速解决这六个函数了。
另外在实现operator==和operator>时，也可以直接使用C语言的库函数strcmp，使用方式可见：字符串函数第六章。
booloperator>(const string& s1,const string& s2){returnstrcmp(s1.c_str(), s2.c_str())>0;}booloperator==(const string& s1,const string& s2){returnstrcmp(s1.c_str(), s2.c_str())==0;}booloperator<(const string& s1,const string& s2){return!(s1 == s2 || s1 > s2);}booloperator<=(const string& s1,const string& s2){return s1 < s2 || s1 == s2;}booloperator>=(const string& s1,const string& s2){return!(s1 < s2);}booloperator!=(const string& s1,const string& s2){return!(s1 == s2);}10. string模拟实现的现代写法
这是两个复制重载，你觉得哪一个更好？
// 注意这个形参没有引用符号 String&operator=(String s){swap(_str, s._str);return*this;} string& string::operator=(const string& s){ string tmp(*this);clear();if(s._size > _capacity){ size_t newcapacity =2* _capacity > s._size ?2* _capacity : s._size;reserve(newcapacity);}strcpy(_str, s._str);return*this;}实际上从性能的角度分析，第一个写法是不如第二个写法的，但是如果面试中面试官想要你快速实现一个string类的框架，那么第一个写法可以更加快速地实现出来，在这种场景是更优秀的。
现代写法体现的是复用这一思想，可以更快地帮助我们开发，也能相对减少Bug出现的可能，所以除了对性能要求特别高的情况下，都可以使用类似的思想来加快开发。
本文的许多地方已经使用了现代写法，比如赋值操作符重载和比较运算符重载。
11. 补充阅读：写时拷贝
在一些编译器如g++中，有时不会使用深拷贝，而是使用写时拷贝（也称写时才拷贝）。
其原理大致为：
- 对于每一个不相关的
string对象，其指向的字符数组_str都有一个对应的计数器time。 - 当发生拷贝时，直接进行浅拷贝，并
time++。 - 当有指向这块空间的
string对象析构时，time--，只有在time为0时才会释放这块空间 - 如果在析构之前，有对象尝试对这块空间的数据进行修改（写入），就会进行深拷贝，让这个对象指向一块新的空间。
那么通过这个原理我们可以看出，如果是一些string对象指向同一块空间并且都不进行修改的情况，写时拷贝可谓如鱼得水，效率相对我们之前使用的读时拷贝效率高了非常多。
但写时拷贝也有一定的缺陷：C++的std::string的“读时也拷贝”技术！ | 酷 壳 - CoolShell。
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