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C++字符串的源代码分析

2023-07-09 10:15:10 深夜i -- --

C++ 字符串源代码分析

C++是一种通用编程语言，它被广泛用于开发各种应用程序和软件。在C++中，字符串是一种非常常用的数据类型，表示一个字符序列。本篇文章将对C++字符串的源代码进行分析，以方便开发人员深入了解其实现原理。

首先，我们来看C++标准库中string类的定义，其源代码可以在头文件中找到。下面是一个简化的代码示例：


namespace std {
  class string {
  public:
    string();
    string(const char* s);
    string(const string& s);
    ~string();
    string& operator=(const char* s);
    string& operator=(const string& s);
    const char* c_str() const;
    size_t length() const;
    //省略其他成员函数
  private:
    char* data;
    size_t len;
  };
}

在上面的代码中，string类包含了许多成员函数和数据成员。其中，构造函数和析构函数用来创建和销毁string对象。operator=函数的作用是将一个字符数组或另一个string对象赋值给当前对象。c_str函数返回字符串的C风格字符指针，length函数返回字符串的长度。

接下来，让我们来看看具体的实现细节。首先是构造函数，它有三种形式：


string::string()
{
  data = new char[1];
  data[0] = '\0';
  len = 0;
}
string::string(const char* s)
{
  len = strlen(s);
  data = new char[len + 1];
  strcpy(data, s);
}
string::string(const string& s)
{
  len = s.len;
  data = new char[len + 1];
  strcpy(data, s.data);
}

可以看到，在默认构造函数中，我们创建了一个只有一个空字符的字符串，而其他两个构造函数则是将传入的字符数组或字符串对象的数据复制到新创建的data缓冲区中。

接下来是赋值运算符的实现：


string& string::operator=(const char* s)
{
  if (data)
    delete[] data;
  len = strlen(s);
  data = new char[len + 1];
  strcpy(data, s);
  return *this;
}
string& string::operator=(const string& s)
{
  if (this != &s) {
    if (data)
      delete[] data;
    len = s.len;
    data = new char[len + 1];
    strcpy(data, s.data);
  }
  return *this;
}

与构造函数类似，赋值运算符也需要为目标对象分配内存，并将源对象的数据复制到目标对象的data缓冲区中。需要注意的是，如果目标对象和源对象是同一个对象，则无需重新分配内存。

最后是字符串的常用成员函数实现，例如：


const char* string::c_str() const
{
  return data;
}
size_t string::length() const
{
  return len;
}
bool string::operator==(const string& s) const
{
  return strcmp(data, s.data) == 0;
}

在这些成员函数的实现中，我们可以看到使用了一些标准C库函数，如strcpy、strcmp等。这表明C++字符串类的实现借鉴了C语言的字符串处理机制。同时，这些成员函数的实现也非常简洁明了。

总之，C++字符串类的源代码分析为我们展示了字符串类的实现原理，也为我们提供了一个方便、高效、易于使用的数据类型。在实际的编程过程中，掌握C++字符串类的使用方法是非常重要的。

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