詳解如何利用C++實現Mystring類

2022-08-12 18:00:27

功能實現

<基本功能>

1> 實現標頭檔案的封裝：MyString.h

2> 預設建構函式對字串的初始化（ MyString() ）

3> 使用建構函式初始化字串的另外兩種方式 * 2（動態指標+拷貝建構函式）

4> 解構函式（釋放動態申請的字串空間）

5> 過載輸出運運算元（ << ）

6> 過載賦值運運算元 * 2（ = ）

7> 過載下標運運算元（ []，索引輸出）

<拓展功能>

1> 字串長度的比較

2> 字串的排序功能

3> 字串的倒置

4> 字串中指定兩個字元的交換

5> 查詢某字串是否位於指定的字串中(採用暴力查詢)

<細節修改>

1> 使用自定義函數來替換strlen()和strcpy()

一：基本功能 (實現原始碼)

1) MyString.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
 
#include <iostream>
#include <string.h>    //會借用strlen與strcpy函數實現相應的功能
using namespace std;
 
class MyString {
public:
    MyString();
    MyString(const char *const);
    MyString(const MyString &);
    ~MyString();
    int length()const;    //const函數不能修改其資料成員,僅僅起到輸出資料的作用
    int size() const;    //和length功能一致
    const char * getString() const;    //直接呼叫字串首指標返回
    friend ostream & operator << (ostream &, const MyString &);    //過載輸出運運算元
    MyString & operator = (const MyString &);
    MyString & operator = (const char *    );
    char & operator [] (const int index);
 
private:
    char * str;    //指向陣列首地址(此時為野指標)
    int len;
 
};

2）MyString.cpp

#include "MyString.h"
using namespace std;
 
MyString::MyString()    //構造空字串
{
    str = new char[1];
    str[0] = '';
    len = 0;
}
 
MyString::MyString(const char * const P)    //按照動態指標來構造相應的字串
{
    if (P)
    {
        len = strlen(P);    //取長度
        str = new char[len + 1];    //開空間
        strcpy(str, P);    //複製值
    }
    else
    {
        MyString();    //如果傳入的字串為空，直接呼叫預設值建構函式
    }
}
 
MyString::MyString(const MyString & AnotherMyString)  //拷貝建構函式，這裡的形參使用了const，該形參類中的所有函數都要使用const來修飾
{
    len = AnotherMyString.length();
    str = new char[len + 1];
    strcpy(str, AnotherMyString.str);
}
 
int MyString::length() const   //求長度成員函數
{
    return len;
}
 
int MyString::size() const
{
    return len;
}
 
const char * MyString::getString()const
{
    return str;
}
 
MyString & MyString::operator=(const MyString &AnotherMyString)
{
    if (&AnotherMyString == this)
    {
        return *this;
    }
    delete[] str;
    len = AnotherMyString.length();
    str = new char[len + 1];
    strcpy(str, AnotherMyString.str);
    return *this;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}
 
MyString & MyString::operator=(const char * P)
{
    delete[] str;
    len = strlen(P);
    str = new char[len + 1];
    strcpy(str, P);
    return *this;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}
 
char & MyString::operator[](const int index)
{
    if (index > len)    //如果索引越界，輸出最後一個字元
    {
        cout << "Warning!!!" << endl;
        cout << "Out of boundary! The last char is: ";
        return str[len - 1];
    }
    else
    {
        return str[index-1];
    }
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}
 
MyString::~MyString()    //釋放陣列空間
{
    delete[] str;
    len = 0;
}
 
ostream & operator << (ostream & output, const MyString & str)    //過載輸出運運算元
{
    output << str.getString();
    return output;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}

這裡需要提到的一點是解構函式中的delete[] str;

<delete[]與delete的區別>

使用new得來的空間使用delete釋放；使用new[]得來的空間使用delete[]釋放；這是永遠不會錯的。

但是更加深入一點去理解：

使用new[]得到的空間如果動態申請的資料型別時基本資料型別也可以使用delete直接釋放，但是如果使用new[]申請的資料的型別時自定義型別（例如類名），這就必須使用delete[]來進行釋放，只有這樣才能夠呼叫自定義型別的解構函式進行對自定義型別進行釋放。

除此之外，再提一點關於delete[]的注意事項：

當使用new[]動態生成記憶體的時候，刪除的時候必須將刪除的指標指向new[]出來的記憶體的首地址：

#include <iostream>
using namespace std;
 
int main()
{
    int *p = new int[3];
    *p = 1;
    p++;
    *p = 2;
    delete[]p;
    cout << "*" << endl;
    return 0;
}

這一段小程式中：

因為p指標不是指向了首地址，所以程式雖然沒報錯，但是無法正常執行！我們可以將申請的首地址儲存起來，供刪除的時候使用。

3）test_main.cpp

#include "MyString.h"
using namespace std;
 
int main()
{
    MyString a;
    cout << "【呼叫預設建構函式實現初始化】" << endl;
    cout << "string a = " << a << endl;
    cout << "Length = " << a.length() << endl << endl;
 
    MyString b("123456");
    cout << "【呼叫普通建構函式實現初始化】" << endl;
    cout << "string b = " << b << endl;
    cout << "Length = " << b.length() << endl << endl;
 
    MyString c(b);
    cout << "【呼叫拷貝建構函式實現初始化】" << endl;
    cout << "string c = " << c << endl;
    cout << "Length = " << c.length() << endl << endl;
 
    MyString d = b;    //這裡不會再次呼叫預設建構函式進行初始化
    cout << "【呼叫 =(物件) 實現賦值】" << endl;
    cout << "string d = " << d << endl;
    cout << "Length = " << d.length() << endl << endl;
 
    MyString e = "00000000";
    cout << "【呼叫 =(動態指標) 實現賦值】" << endl;
    cout << "string d = " << e << endl;
    cout << "Length = " << e.length() << endl << endl;
 
    MyString f = "abcdefghijklmn";
    char str = f[5];
    cout << "【呼叫 []  實現索引定位輸出】" << endl;
    cout << "f[5] = " << str << endl << endl;
 
    return 0;
}

二：拓展功能

字串長度的比較

使用</>/>=/<=等符號進行比較，返回bool值

bool operator >(const MyString &str);
bool operator >(const char * c_str);
bool operator <(const MyString &str);
bool operator <(const char * c_str);
bool operator >=(const MyString &str);
bool operator >=(const char * c_str);
bool operator <=(const MyString &str);
bool operator <=(const char * c_str);

字串的排序功能

使用類中的成員函數對類中的私有字串進行從小到大的排序：

A.Sort_String_LB();
A.Sort_String_BL();

字串的倒置

使用類中的成員函數對類中的私有字串進行倒置：

A.Reverse();

字串中指定兩個字元的交換

A.ChangeTwoCharPosition(int firstposition,int second position);

查詢某字串是否位於指定的字串中(採用暴力查詢)

A.Find(char *search_string);

完整版原始碼

MyString.h

#pragma once
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
 
#include <iostream>
#include <string.h>    //會借用strlen與strcpy函數實現相應的功能
using namespace std;
 
class MyString {
public:
    //建構函式+解構函式
    MyString();
    MyString(const char *const);
    MyString(const MyString &);
    ~MyString();
 
    //直接呼叫字串首指標返回，返回的指標可以直接使用cout<<輸出
    const char * getString() const;    
 
    //求字串的長度(直接返回類中的私有成員len的值)
    //const函數不能修改其資料成員,僅僅起到輸出資料的作用
    int length()const;    
    int size() const;   
 
    //過載賦值運運算元，使得可以使用物件與"xxxxxx"來賦值
    MyString & operator = (const MyString &);
    MyString & operator = (const char *    );
 
    //過載下標運運算元
    char & operator [] (const int index);
 
    //過載輸出運運算元
    friend ostream & operator << (ostream &, const MyString &);    
 
    //字串長度比較
    bool operator >(const MyString &str);
    bool operator >(const char * c_str);
    bool operator <(const MyString &str);
    bool operator <(const char * c_str);
    bool operator >=(const MyString &str);
    bool operator >=(const char * c_str);
    bool operator <=(const MyString &str);
    bool operator <=(const char * c_str);
 
    //字串內部內容的氣泡排序(ASCII碼),Little->Big
    void Sort_String_LB();
    void Sort_String_BL();
 
    //對字串進行倒置
    void Reverse();
 
    //交換字串中兩個字元的位置
    void ChangeTwoCharPosition(int firstposition, int secondposition);
 
    //查詢某字串是否是指定字串的子串(暴力模式)
    bool Find(char *search_string);
 
private:
    char * str;    //指向陣列首地址(此時為野指標)
    int len;    //字串的長度
 
};

MyString.cpp

#include "MyString.h"
using namespace std;
 
MyString::MyString()    //構造空字串
{
    str = new char[1];
    str[0] = '';
    len = 0;
}
 
MyString::MyString(const char * const P)    //按照動態指標來構造相應的字串
{
    if (P)
    {
        len = strlen(P);    //取長度
        str = new char[len + 1];    //開空間
        strcpy(str, P);    //複製值
    }
    else
    {
        MyString();    //如果傳入的字串為空，直接呼叫預設值建構函式
    }
}
 
MyString::MyString(const MyString & AnotherMyString)  //拷貝建構函式，這裡的形參使用了const，該形參類中的所有函數都要使用const來修飾
{
    len = AnotherMyString.length();
    str = new char[len + 1];
    strcpy(str, AnotherMyString.str);
}
 
int MyString::length() const   //求長度成員函數
{
    return len;
}
 
int MyString::size() const
{
    return len;
}
 
const char * MyString::getString()const
{
    return str;
}
 
MyString & MyString::operator=(const MyString &AnotherMyString)
{
    if (&AnotherMyString == this)
    {
        return *this;
    }
    //delete[] str;
    len = AnotherMyString.length();
    str = new char[len + 1];
    strcpy(str, AnotherMyString.str);
    return *this;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}
 
MyString & MyString::operator=(const char * P)
{
    //delete[] str;
    len = strlen(P);
    str = new char[len + 1];
    strcpy(str, P);
    return *this;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}
 
char & MyString::operator[](const int index)
{
    if (index > len)    //如果索引越界，輸出最後一個字元
    {
        cout << "Warning!!!" << endl;
        cout << "Out of boundary! The last char is: ";
        return str[len - 1];
    }
    else
    {
        return str[index-1];
    }
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}
 
bool MyString::operator>(const MyString & str)
{
    if (this->len > str.len)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator>(const char * c_str)
{
    if (this->len > int (strlen(c_str)))
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator<(const MyString & str)
{
    if (this->len < str.len)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator<(const char * c_str)
{
    if (this->len < int(strlen(c_str)))
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator>=(const MyString & str)
{
    if (this->len > str.len)
    {
        return true;
    }
    else if (this->len = str.len)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator>=(const char * c_str)
{
    if (this->len > int(strlen(c_str)))
    {
        return true;
    }
    else if (this->len = strlen(c_str))
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator<=(const MyString & str)
{
    if (this->len < str.len)
    {
        return true;
    }
    else if (this->len = str.len)
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
bool MyString::operator<=(const char * c_str)
{
    if (this->len > int (strlen(c_str)))
    {
        return true;
    }
    else if (this->len = strlen(c_str))
    {
        return true;
    }
    else
    {
        return false;
    }
    return false;
}
 
void MyString::Sort_String_LB()
{
    int length = this->len;
    char temp_data;
    char *c_str = this->str;
    bool ischanged = false;
    for (int i = length-1; i > 0; i--)
    {
        for (int j = 0; j < i; j++)
        {
            if (c_str[j] > c_str[j + 1])
            {
                temp_data = c_str[j];
                c_str[j] = c_str[j + 1];
                c_str[j + 1] = temp_data;
                ischanged = true;
            }
        }
        if (!ischanged)
        {
            return;
        }
    }
}
 
void MyString::Sort_String_BL()
{
    int length = this->len;
    char temp_data;
    char *c_str = this->str;
    bool ischanged = false;
    for (int i = length - 1; i > 0; i--)
    {
        for (int j = 0; j < i; j++)
        {
            if (c_str[j] < c_str[j + 1])
            {
                temp_data = c_str[j];
                c_str[j] = c_str[j + 1];
                c_str[j + 1] = temp_data;
                ischanged = true;
            }
        }
        if (!ischanged)
        {
            return;
        }
    }
}
 
void MyString::Reverse()
{
    int length = this->len;
    char *c_str = this->str;
    char temp_data;
    for (int i = 0; i < length/2; i++)
    {
        temp_data = c_str[i];
        c_str[i] = c_str[length-1-i];
        c_str[length-1-i] = temp_data;
    }
}
 
void MyString::ChangeTwoCharPosition(int firstposition, int secondposition)
{
    int length = this->len;
    char *c_str = this->str;
    char temp_data;
    if (firstposition > len || secondposition > len)
    {
        cout << "輸入下標越界，陣列實際長度為： " << length << endl;
        return;
    }
    else
    {
        temp_data = c_str[firstposition-1];
        c_str[firstposition-1] = c_str[secondposition-1];
        c_str[secondposition-1] = temp_data;
    }
}
 
bool MyString::Find(char * search_string)   
{
    int length = this->len;
    char *c_str = this->str;
    bool judge = false;
    //確保i每次可以往後移動一位
    int temp_data=0;
 
    for (int i = 0,j=0; j < strlen(search_string)&&i<length; )
    {
        if (c_str[i] == search_string[j])
        {
            //cout << c_str[i] << "==" << search_string[j] << endl;
            //cout << i << "::" << j << endl;
            judge = true;
            i++;
            j++;
        }
        else
        {
            judge = false;
            temp_data++;
            i = temp_data;
            j = 0;
        }
    }
    return judge;
}
 
 
MyString::~MyString()    //釋放陣列空間
{
    delete[] str;
    len = 0;
}
 
ostream & operator << (ostream & output, const MyString & str)    //過載輸出運運算元
{
    output << str.getString();
    return output;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}

Test_Possess.cpp

#include "MyString.h"
using namespace std;
 
int main()
{
    MyString a;
    cout << "【呼叫預設建構函式實現初始化】" << endl;
    cout << "string a = " << a << endl;
    cout << "Length = " << a.length() << endl << endl;
 
    MyString b("123456");
    cout << "【呼叫普通建構函式實現初始化】" << endl;
    cout << "string b = " << b << endl;
    cout << "Length = " << b.length() << endl << endl;
 
    MyString c(b);
    cout << "【呼叫拷貝建構函式實現初始化】" << endl;
    cout << "string c = " << c << endl;
    cout << "Length = " << c.length() << endl << endl;
 
    MyString d = b;    //這裡不會再次呼叫預設建構函式進行初始化
    cout << "【呼叫 =(物件) 實現賦值】" << endl;
    cout << "string d = " << d << endl;
    cout << "Length = " << d.length() << endl << endl;
 
    MyString e = "00000000";
    cout << "【呼叫 =(動態指標) 實現賦值】" << endl;
    cout << "string d = " << e << endl;
    cout << "Length = " << e.length() << endl << endl;
 
    MyString f = "abcdefghijklmn";
    char str = f[5];
    cout << "【呼叫 []  實現索引定位輸出】" << endl;
    cout << "f[5] = " << str << endl << endl;
 
    //測試字串的大小比較功能
    MyString A1 = "123456789";
    MyString B1 = "4321";
    MyString C1 = "456";
    MyString D1 = "456789";
    if (A1 >= B1)
    {
        cout << "A1>=B1" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "A1<B1" << endl;
    }
 
    //測試字串的排序功能
    B1.Sort_String_LB();
    cout << B1 << endl;
 
    //測試字串的倒置功能
    A1.Reverse();
    cout << A1 << endl;
 
    //測試指定兩個字元的交換
    A1.ChangeTwoCharPosition(1, 9);
    cout << A1 << endl;
 
    //判斷某字串是否為指定字串的子串
    if (D1.Find("678"))
    {
        cout << "Successful!" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "Fail!" << endl;
    }
    return 0;
}

三：細節部分修改

本次更新了 "取消了strlen()與strcpy()的使用，在間接呼叫該介面的自定義函數中，使用自定義方法實現這兩個介面的功能"

這裡僅僅給出了替換部分部分範例，其他部分也可按照相同原理替換：

1.使用指標範例化物件部分

MyString::MyString(char * P)    //按照動態指標來構造相應的字串
{
    char * temp_P = P;   //使得指標指向的記憶體重置
    if (P)
    {
        int xx_length = 0;
        while (*P != '')
        {
            xx_length++;
            P = P + sizeof(char);
        }
        len = xx_length;
        P = temp_P;
        //len = strlen(P);    //取長度
        str = new char[len + 1];    //開空間
        strcpy(str, P);    //複製值
    }
    else
    {
        MyString();    //如果傳入的字串為空，直接呼叫預設值建構函式
    }
}

2.過載 "=" 運運算元函數的過程

MyString & MyString::operator=(char * P)
{
    //delete[] str;
    char *temp_P = P;
    int xx_length = 0;
    char temp = '0';
    while (*P != '')
    {
        xx_length++;
        P = P + sizeof(char);
    }
    //len = strlen(P);
    len = xx_length;
    P = temp_P;
    str = new char[len + 1];
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        *str = *P;
        str += sizeof(char);
        P += sizeof(char);
    }
    //strcpy(str, P);
    return *this;
    // TODO: 在此處插入 return 語句
}

（附加：對於自定義的類，需要儘量減少對其他標頭檔案的需求。）

到此這篇關於詳解如何利用C++實現Mystring類的文章就介紹到這了,更多相關C++ Mystring類內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！