C++ 中string类的三种模拟实现方式

1.原始版本（拷贝构造和赋值运算符重载时，需要重新开辟空间）

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;

class String
{
friend ostream& operator<<(ostream& os, const String& S);
public:
String(char* str = "")
:_str(new char[strlen(str)+1])
{
strcpy(_str, str);
}
String(const String& S)
:_str(new char[strlen(S._str)+1])
{
strcpy(_str, S._str);
}
String& operator=(const String& S)
{
if(_str != S._str)
{
delete[] _str;
_str = new char[strlen(S._str)+1];
strcpy(_str, S._str);
}
return *this;
}
~String()
{
if(_str != NULL)
{
delete[] _str;
}
}

private:
char* _str;
};

ostream& operator<<(ostream& os, const String& S)
{
os<<S._str;
return os;
}

int main()
{
String s1("abcde");
cout<<s1<<endl;
String s2(s1);
cout<<s2<<endl;
String s3;
cout<<s3<<endl;
s3 = s2;
cout<<s3<<endl;
system("pause");
return 0;
}

测试结果：




2.引用计数方式（拷贝构造时和赋值运算符重载时，只需对其引用计数器操作）

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class String
{
friend ostream& operator<<(ostream& os, const String& S);
public:
String(char* str = "")
:_str(new char[strlen(str)+1]),_pcount(new int(1))
{
strcpy(_str, str);
}
String(const String& S)
:_str(new char[strlen(S._str)+1])
,_pcount(S._pcount)
{
strcpy(_str, S._str);
++(*_pcount);
}
String& operator=(const String& S)
{
if(_str != S._str)
{
delete[] _str;
delete _pcount;
_str = new char[strlen(S._str)+1];
_pcount = S._pcount;
strcpy(_str, S._str);
++(*_pcount);
}
return *this;
}
~String()
{
if(--(*_pcount) == 0)
{
delete[] _str;
delete _pcount;
}
}
private:
char* _str;
int* _pcount;
};

ostream& operator<<(ostream& os, const String& S)
{
os<<S._str;
return os;
}

int main()
{
String s1("abcde");
cout<<s1<<endl;
String s2(s1);
cout<<s2<<endl;
String s3;
cout<<s3<<endl;
s3 = s2;
cout<<s3<<endl;

system("pause");
return 0;
}

测试结果：



3.现代写法（拷贝构造和赋值运算符重载时，只进行指针的交换，没有开辟额外的空间，采用值传方式进行拷贝构造和赋值，最后节约了空间，只不过相对于前两种多调用了一次拷贝构函数，以时间换取空间）

#include <iostream>
#include <string>

using namespace std;
class String
{
friend ostream& operator<<(ostream& os, const String& S);
public:
String(char *str = "")			//构造函数
:_str(new char[strlen(str)+1])
{
strcpy(_str, str);
}
String(const String& str)	//拷贝构造函数
:_str(NULL)
{
String tmp(str._str);
swap(_str, tmp._str);
}

String& operator=(String str)	//赋值运算符重载
{
swap(_str, str._str);
return *this;
}
~String()				 //析构函数
{
if(_str != NULL)
{
delete[] _str;
}
}
private:
char* _str;
};

ostream& operator<<(ostream& os, const String& S)
{
os<<S._str;
return os;
}
int main()
{
String s1("abcde");
cout<<s1<<endl;
String s2(s1);
cout<<s2<<endl;
String s3;
cout<<s3<<endl;
s3 = s2;
cout<<s3<<endl;
system("pause");
return 0;
}

测试结果：



这就是三种模拟string类的实现方式。