前引：在C++的面向对象编程中，对象模型是理解语言行为的核心。无论是类的成员函数如何访问数据，还是资源管理如何自动化，其底层机制均围绕两个关键概念展开：this指针与六大默认成员函数。它们如同对象的“隐形守护者”，默默支撑着代码的健壮性与效率。本文将从技术底层出发，结合内存布局、编译器行为与实际案例，深入探讨！
本文目的：
在上篇我们学了各种string接口，此篇用来模拟实现各种接口功能，深入底层了解它的实现，来加深对它的理解，以及功能的熟悉
目录
String模拟实现
打印
访问字符
迭代器
插入字符/字符串
从pos位置插入字符
从pos位置插入字符串
从pos位置删除字符
从pos位置删除一定字符
寻找标记指定位置
截取指定区间
调整指定大小的空间
调整指定大小的空间+初始化
String接口模拟实现
打印
我们可以利用流提取来打印，返回字符串的指针就OK了，可以加上const更完美一点，如下：
//打印
const char* Read()const
{
return _allocator;
}cout提取到char *会默认当做字符串处理 
访问字符
在库里面这种[ ]访问是有两个版本的，一种是只读的，一种是可读可写的，如下：
所以我们要实现两个版本，编译器也会自己去匹配对应的函数：
左边的const是防止返回的对象被修改；右边的const是防止this指针指向的对象被修改
const char& operator[](int size)const
{
//检查
assert(size <= _size && size >= 0);
return _allocator[size];
}
char& operator[](int size)
{
//检查
assert(size <= _size && size >= 0);
return _allocator[size];
}
迭代器
迭代器有两种形式，一种是从前往后访问，一种是从后往前访问，我们这里来实现第一种
其实iterator是char *类型的，只是在库里面被重定义了，然后实现 begin、end即可
iterator begin()
{
return _allocator;
}
iterator end()
{
return _allocator + _size;
}
const iterator begin()const
{
return _allocator;
}
const iterator end()const
{
return _allocator + _size;
}效果展示：
auto 的底层其实就是迭代器，“换汤不换药”，例如：
插入字符/字符串
开空间：
插入字符/字符串只是插入的个数不同，所以我们可以根据插入的个数来选择扩容+拷贝原来字符串
//开空间
void reserve(size_t pos)
{
char* tmp = nullptr;
try
{
//开空间（传来的是最小空间，还要有\o）
tmp = new char[pos + 1];
}
catch (const exception& _allocator)
{
cout << "空间增容失败" << endl;
}
//拷贝原字符
strcpy(tmp, _allocator);
//添加\0
size_t size = strlen(tmp);
tmp[size + 1] = '\0';
//转移指向
delete[]_allocator;
_allocator = tmp;
}
void push_back(char c)
{
size_t pos = strlen(_allocator) + 1;
reserve(pos);
}
void append(const char* stl)
{
size_t pos = strlen(_allocator) + strlen(stl);
reserve(pos);
}存储：
根据传过来的字符/字符串在空间末尾添加上就行
//存储
void operator+=(char p1)
{
_allocator[_size++] = p1;
}
void operator+=(const char* p2)
{
strcpy(_allocator + _size, p2);
}效果展示：
从pos位置插入字符
在某个位置插入字符很简单，我们来实现从pos位置插入 n 个字符
插入流程：
判断pos的合法性、开空间、移动原来字符、插入新字符
注意：
（1）在里面需要注意下标的使用，传的pos究竟是下标还是字符个数
（2）开空间需要注意给\0留位置，以及自动设置末尾的\0
（3）需要更新元素个数
//指定位置插入字符
void insert_t(int pos, int n , char c)
{
//pos是个数不是下标
//检查位置的合法性
assert(pos >= 1 && pos <= _size);
//开空间
char* tmp = new char[n + _size +1 ];
strcpy(tmp, _allocator);
tmp[n + _size] = '\0';
delete[]_allocator;
_allocator = tmp;
//更新_size
_size += n;
//移动原来的字符
for (int i = (_size + n); (i-n) >= pos ;i--)
{
_allocator[i - 1] = _allocator[i - n - 1];
}
//插入新字符
for (int i = pos; n > 0; i++)
{
_allocator[i - 1] = c;
n--;
}
}效果展示：
从pos位置插入字符串
这个较于插入字符比较简单一些，开空间、插入字符串都没有什么大的变化，如下：
这种需要调试的多，重要的是下标关系，新手可能需要在草稿纸上演示
//指定位置插入字符串
void insert(int pos, const char* _stl)
{
//pos是个数不是下标
//检查位置的合法性
assert(pos >= 1 && pos <= _size);
//开空间
int n = strlen(_stl);
char* tmp = new char[n + _size + 1];
strcpy(tmp, _allocator);
tmp[n + _size] = '\0';
delete[]_allocator;
_allocator = tmp;
//更新_size
_size += n;
//移动原来的字符
for (int i = (_size ); (i - n) >= pos; i--)
{
_allocator[i - 1] = _allocator[i - n - 1];
}
//插入新字符
int j = 0;
for (int i = pos; n > 0; i++)
{
_allocator[i-1] = _stl[j++];
n--;
}
}
从pos位置删除字符
模拟成员函数：
删除字符不需要去开空间，可以在目标位置插入\0即可，记得更新字符个数
//指定位置删除字符
void erase(size_t pos)
{
//判断位置有效性
assert(pos >= 1 && pos <= _size);
//删除
_allocator[pos - 1] = '\0';
_size--;
}
从pos位置删除一定字符
这个接口的实现需要挪动后面的元素，整体来说还是很简单的
注意：更新字符个数，新字符串的末尾添加\0
void erase_t(size_t pos, size_t n)
{
//判断位置有效性
assert(pos >= 1 && (pos+n-1)<=_size);
_size -= n;
//挪动元素
int i = 1;
for (i = pos ; _allocator[i + n -1] != '\0' ; i++)
{
_allocator[i - 1] = _allocator[i + n - 1];
}
//插上\0
_allocator[i-1] = '\0';
}
寻找标记指定位置
模拟库函数：
此函数有多种形式，我们来实现最简单的一种：
给一个位置，从此位置开始寻找目标，如果找到了就返回目标开始的下标位置，否则返回npos
实现思路：
假设给了一个字符串，和开始寻找的位置，从开始位置开始搜寻，遇到可能相同的目标开始确认，找到则返回开始的下标位置，否则返回npos（npos是无符号整型的最大值）
//找指定字符串
size_t find(size_t pos, const char* _stl)
{
//判断位置的合法性
assert(pos >= 1 && pos <= _size);
//从指定位置开始找目标
const char* pc = _stl;
while (1)
{
//找到可能目标
if (_allocator[pos - 1] == *_stl)
{
//确认目标
int tmp = pos;
pc = _stl;
while (pc)
{
//开始逐一比较字符
if (*pc == _allocator[tmp - 1])
{
pc++;
if (*pc == '\0')
{
return pos;
}
tmp++;
if (pos >= _size)
{
return npos;
}
}
else
{
//如果不相等
pos++;
tmp = pos;
break;
}
}
}
else
{
//如果没有找到，就继续，直到
pos++;
if (pos >= _size)
{
return npos;
}
}
}
return npos;
}效果展示：
截取指定区间
此函数通常是与上面标记的函数同时使用，由标记的函数先找指定位置，然后再截取，需要注意给的区间的有效性
原理：
截取一端区间打印即可
//截取指定位置
void substr(size_t p1, size_t p2)
{
//判断范围
assert(p2 <= _size && p1 >= 1);
size_t pos = 1;
//找左区间
while (_allocator[p1 - 1] != _allocator[pos-1])
{
pos++;
}
//开始打印
while ((pos-1) != p2)
{
cout << _allocator[pos-1];
pos++;
}
cout << endl;
}效果展示：
调整指定大小的空间
我们模拟的resize，输入空间大小，将自动开辟指定大小的空间，没有初始化操作
//开空间
void reserve(size_t pos)
{
char* tmp = nullptr;
try
{
//开空间（传来的是最小空间，还要有\o）
tmp = new char[pos + 1];
}
catch (const exception& _allocator)
{
cout << "空间增容失败" << endl;
}
//拷贝原字符
strcpy(tmp, _allocator);
//添加\0
size_t size = strlen(tmp);
tmp[pos] = '\0';
//转移指向
delete[]_allocator;
_allocator = tmp;
}调整指定大小的空间+初始化
调整规则：
如果 size_t 大于当前字符串长度，则将剩余的字符初始化为指定的内容，否则转为空格
如果 size_t 小于当前字符串长度，则缩短为其前 n 个字符，并删除超出第 n 个字符的字符
如果小于_size直接缩短即可，如果大于我们又要麻烦的分情况，所以我们统一处理为开空间
void resize(size_t n, char c = '\0')
{
//对n判断
assert(n >= 1);
//判断n的大小
if (n < _size)
{
//缩短字符串
_allocator[n - 1] = '\0';
}
else
{
//开空间
reserve(n);
//初始化
for (size_t i = _size; i < n; i++)
{
_allocator[i] = c;
}
}
}效果展示：
【雾非雾】期待与你的下次相遇！
