String/Linux/String.hpp

#pragma once

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <cstring>

namespace Lenyiin
{
    // 实现一个支持增删查改的 string
    class String
    {
    public:
        // 迭代器
        typedef char *iterator;
        typedef const char *const_iterator;
        typedef char *riterator;
        typedef const char *const_riterator;

        iterator begin() // 返回首地址
        {
            return _str;
        }

        iterator end() // 返回尾地址
        {
            return _str + _size;
        }

        const_iterator begin() const
        {
            return _str;
        }

        const_iterator end() const
        {
            return _str + _size;
        }

        riterator rbegin()
        {
            return _str + _size - 1;
        }

        riterator rend()
        {
            return _str - 1;
        }

        const_riterator rbegin() const
        {
            return _str + _size - 1;
        }

        const_riterator rend() const
        {
            return _str - 1;
        }

    public:
        //// 默认构造函数：创建一个空字符串
        // String()
        //	: _str(nullptr), _size(0), _capacity(0)
        //{
        // }

        //// 带参数的构造函数：从C风格字符串创建String对象
        // String(const char* str) {
        //	if (str) {
        //		_size = _capacity = strlen(str);
        //		_str = new char[_size + 1]; // 分配内存，+1是为了存储终止符'\0'
        //		strcpy(_str, str);           // 将字符串内容复制到data指向的内存
        //	}
        //	else {
        //		_str = nullptr;
        //		_size = _capacity = 0;
        //	}
        // }

        // 进阶写法
        // 默认构造函数
        String(const char *str = "") // 默认构造函数
            : _str(new char[strlen(str) + 1]), _size(strlen(str)), _capacity(_size)
        {
            strcpy(_str, str);
        }

        // 拷贝构造函数：深拷贝
        // String(const String& s) // 拷贝构造函数
        //	: _str(new char[s._capacity + 1]), _size(s._size), _capacity(s._capacity)
        //{
        //	strcpy(_str, s._str);
        //}

        // 进阶写法
        // 拷贝构造		复用默认构造
        String(const String &s)
            : String(s._str)
        {
        }

        // 赋值运算
        // String &operator=(const String &s)
        //{
        //    if (this != &s)
        //    {
        //        char *tmp = new char[s._capacity + 1];
        //        strcpy(tmp, s._str);
        //        delete[] _str;
        //        _str = tmp;
        //        _size = s._size;
        //        _capacity = s._capacity;
        //    }

        //    return *this;
        //}

        // 进阶写法
        // 赋值运算符重载
        void Swap(String &s)
        {
            std::swap(_str, s._str);
            std::swap(_size, s._size);
            std::swap(_capacity, s._capacity);
        }

        String &operator=(String s)
        {
            this->Swap(s);

            return *this;
        }

        String &operator=(const char *str)
        {
            String s(str);
            this->Swap(s);

            return *this;
        }

        // 移动构造函数
        String(String &&s) noexcept
            : _str(s._str), _size(s._size), _capacity(s._capacity)
        {
            s._str = nullptr;
            s._size = s._capacity = 0;
        }

        // 移动赋值运算符
        String &operator=(String &&s) noexcept
        {
            if (this != &s)
            {
                delete[] _str; // 释放当前对象的内存

                _str = s._str; // 接管资源
                _size = s._size;
                _capacity = s._capacity;

                s._str = nullptr; // 将other对象重置为默认状态
                s._size = s._capacity = 0;
            }

            return *this;
        }

        // 重载 [] 运算符
        char &operator[](size_t pos)
        {
            assert(pos < _size);

            return _str[pos];
        }

        const char &operator[](size_t pos) const
        {
            assert(pos < _size);

            return _str[pos];
        }

        // 获取私有成员
        size_t size() const // 获取有效字符个数
        {
            return _size;
        }

        size_t capacity() const // 获取有效容量
        {
            return _capacity;
        }

        const char *c_str() const // 返回字符串
        {
            return _str;
        }

        // 析构函数
        ~String()
        {
            delete[] _str;
            _str = nullptr;
            _size = _capacity = 0;
        }

        // 开辟空间
        void reserve(size_t newcapacity)
        {
            if (newcapacity > _capacity)
            {
                char *newstr = new char[newcapacity + 1];
                strcpy(newstr, _str);
                delete[] _str;
                _str = newstr;
                _capacity = newcapacity;
            }
        }

        // 设置指定大小, 并初始化
        void resize(size_t newsize, char ch = '\0')
        {
            if (newsize < _size)
            {
                _size = newsize;
                _str[_size] = '\0';
            }
            else
            {
                if (newsize > _capacity)
                {
                    reserve(newsize);
                }
                for (size_t i = _size; i < newsize; i++)
                {
                    _str[i] = ch;
                }
                _size = newsize;
                _str[_size] = '\0';
            }
        }

        // 尾插
        void push_back(char ch) // 尾插一个字符
        {
            if (_size == _capacity)
            {
                size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
                reserve(newcapacity);
            }

            _str[_size++] = ch;
            _str[_size] = '\0';
        }

        // 追加
        void append(const char ch)
        {
            push_back(ch);
        }

        void append(const char *str) // 追加一个字符串
        {
            size_t len = strlen(str);
            if (_size + len > _capacity)
            {
                reserve(_size + len);
            }

            strcpy(_str + _size, str);
            _size += len;
        }

        void append(const String &s) // 追加一个对象
        {
            append(s._str);
        }

        // 运算符 += 重载
        String &operator+=(const char ch)
        {
            this->push_back(ch);

            return *this;
        }

        String &operator+=(const char *str)
        {
            this->append(str);

            return *this;
        }

        String &operator+=(const String &s)
        {
            append(s);

            return *this;
        }

        // 任意位置插入字符
        String &insert(size_t pos, char ch)
        {
            assert(pos <= _size);

            if (_size == _capacity)
            {
                size_t newcapacity = _capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2;
                reserve(newcapacity);
            }

            int end = _size;
            while (end >= (int)pos)
            {
                _str[end + 1] = _str[end];
                --end;
            }
            _str[pos] = ch;
            ++_size;

            return *this;
        }

        // 任意位置插入字符串
        String &insert(size_t pos, const char *str)
        {
            assert(pos <= _size);

            // 1. 如果空间不够就扩容
            size_t len = strlen(str);
            if (_size + len > _capacity)
            {
                reserve(_size + len);
            }

            // 2. 挪动数据
            int end = _size;
            while (end >= (int)pos)
            {
                _str[end + len] = _str[end];
                --end;
            }

            // 3. 插入数据
            strncpy(_str + pos, str, len);
            _size += len;

            return *this;
        }

        // 任意位置插入一个对象
        String &insert(size_t pos, const String &s)
        {
            return insert(pos, s._str);
        }

        // 删除
        String &erase(size_t pos = 0, size_t len = npos)
        {
            assert(pos < _size);

            if (len >= _size - pos)
            {
                _str[pos] = '\0';
                _size = pos;
            }
            else
            {
                while (pos <= _size - len)
                {
                    _str[pos] = _str[pos + len];
                    ++pos;
                }
                _size -= len;
            }

            return *this;
        }

        // 尾删
        void pop_back()
        {
            assert(_size > 0);

            --_size;
            _str[_size] = '\0';
        }

        // 运算符 < 重载
        bool operator<(const String &s)
        {
            int ret = strcmp(_str, s._str);

            return ret < 0;
        }

        // 运算符 == 重载
        bool operator==(const String &s)
        {
            int ret = strcmp(_str, s._str);

            return ret == 0;
        }

        // 运算符 <= 重载
        bool operator<=(const String &s)
        {
            return *this < s || *this == s;
        }

        // 运算符 > 重载
        bool operator>(const String &s)
        {
            int ret = strcmp(_str, s._str);

            return ret > 0;
        }

        // 运算符 >= 重载
        bool operator>=(const String &s)
        {
            return !(*this < s);
        }

        // 运算符 != 重载
        bool operator!=(const String &s)
        {
            return !(*this == s);
        }

        // 查找字符
        size_t find(char ch, size_t pos = 0) const
        {
            for (size_t i = pos; i < _size; i++)
            {
                if (_str[i] == ch)
                {
                    return i;
                }
            }

            return npos;
        }

        // 查找字符串
        size_t find(const char *str, size_t pos = 0) const
        {
            char *p = strstr(_str, str);

            if (p == nullptr)
            {
                return npos;
            }
            else
            {
                return p - _str;
            }
        }

        // 查找对象
        size_t find(const String &s, size_t pos = 0) const
        {
            return find(s._str, pos);
        }

        // 反向查找字符串
        size_t rfind(char ch, size_t pos = npos) const
        {
            if (pos == npos)
            {
                pos = _size - 1;
            }

            for (int i = pos; i >= 0; i--)
            {
                if (_str[i] == ch)
                {
                    return i;
                }
            }

            return npos;
        }

        // 反向查找字符串
        size_t rfind(const char *str, size_t pos = npos)
        {
            size_t len = strlen(str);
            if (len > _size)
            {
                return npos;
            }

            if (pos >= _size)
            {
                pos = _size - 1;
            }

            for (size_t i = pos; i != npos; i--)
            {
                if (strncmp(_str + i, str, len) == 0)
                {
                    return i;
                }
            }

            return npos;
        }

        String substr(size_t pos = 0, size_t len = npos) const
        {
            assert(pos < _size);

            if (len == npos || len + pos > _size)
            {
                len = _size - pos;
            }

            char *buffer = new char[len + 1];
            strncpy(buffer, _str + pos, len);
            buffer[len] = '\0';

            return String(buffer);
        }

        // 清空
        void clear()
        {
            _size = 0;
            _str[_size] = '\0';
        }

    private:
        char *_str;
        size_t _size;     // 记录已经存储了多少有效字符
        size_t _capacity; // 记录能存储多少有效字符	'\0' 结尾	但不作为有效字符

    public:
        static size_t npos; // size_t -> unsigned long long		-1 是一个极大的数
    };

    size_t String::npos = -1;

    std::ostream &operator<<(std::ostream &_cout, const String &s)
    {
        for (size_t i = 0; i < s.size(); i++)
        {
            _cout << s[i];
        }
        return _cout;
    }

    std::istream &operator>>(std::istream &_cin, String &s)
    {
        while (true)
        {
            char ch;
            //_cin >> ch;
            ch = _cin.get();

            // if (ch == '\n')	// 通过换行分割
            if (ch == ' ' || ch == '\n')
            {
                break;
            }
            else
            {
                s += ch;
            }
        }

        return _cin;
    }
}