C++面试中string类的一种正确写法
2023-09-14 08:57:15 时间
C++ 的一个常见面试题是让你实现一个 String 类,限于时间,不可能要求具备 std::string 的功能,但至少要求能正确管理资源。具体来说:
能像 int 类型那样定义变量,并且支持赋值、复制。
能用作函数的参数类型及返回类型。
能用作标准库容器的元素类型,即 vector/list/deque 的 value_type。(用作 std::map 的 key_type 是更进一步的要求,本文从略)。
换言之,你的 String 能让以下代码编译运行通过,并且没有内存方面的错误。
本文给出我认为适合面试的答案,强调正确性及易实现(白板上写也不会错),不强调效率。某种意义上可以说是以时间(运行快慢)换空间(代码简洁)。 首先选择数据成员,最简单的 String 只有一个 char* 成员变量。好处是容易实现,坏处是某些操作的复杂度较高(例如 size() 会是线性时间)。为了面试时写代码不出错,本文设计的 String 只有一个 char* data_成员。而且规定 invariant 如下:一个 valid 的 string 对象的 data_ 保证不为 NULL,data_ 以 \0 结尾,以方便配合 C 语言的 str*() 系列函数。 其次决定支持哪些操作,构造、析构、拷贝构造、赋值这几样是肯定要有的(以前合称 big three,现在叫 copy control)。如果钻得深一点,C++11的移动构造和移动赋值也可以有。为了突出重点,本文就不考虑 operator[] 之类的重载了。 这样代码基本上就定型了:
只在构造函数里调用 new char[],只在析构函数里调用 delete[]。 赋值操作符采用了《C++编程规范》推荐的现代写法。 每个函数都只有一两行代码,没有条件判断。 析构函数不必检查 data_ 是否为 NULL。 构造函数 String(const char* str) 没有检查 str 的合法性,这是一个永无止境的争论话题。这里在初始化列表里就用到了 str,因此在函数体内用 assert() 是无意义的。 这恐怕是最简洁的 String 实现了。 练习1:增加 operator==、operator 、operator[] 等操作符重载。 练习2:实现一个带 int size_; 成员的版本,以空间换时间。 练习3:受益于右值引用及移动语意,在 C++11 中对 String 实施直接插入排序的性能比C++98/03要高,试编程验证之。(g++的标准库也用到了此技术。)
C++ STL学习之【string类的模拟实现】 string 本质上就是一个专注于存储字符的顺序表,使用起来很方便;但在模拟实现 string 时,有许多值得注意的点,下面就来看看 string 类是如何诞生的吧
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只在构造函数里调用 new char[],只在析构函数里调用 delete[]。 赋值操作符采用了《C++编程规范》推荐的现代写法。 每个函数都只有一两行代码,没有条件判断。 析构函数不必检查 data_ 是否为 NULL。 构造函数 String(const char* str) 没有检查 str 的合法性,这是一个永无止境的争论话题。这里在初始化列表里就用到了 str,因此在函数体内用 assert() 是无意义的。 这恐怕是最简洁的 String 实现了。 练习1:增加 operator==、operator 、operator[] 等操作符重载。 练习2:实现一个带 int size_; 成员的版本,以空间换时间。 练习3:受益于右值引用及移动语意,在 C++11 中对 String 实施直接插入排序的性能比C++98/03要高,试编程验证之。(g++的标准库也用到了此技术。)
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