答案:实现自定义String类需设计字符数组指针、长度成员,正确编写构造函数、析构函数与拷贝构造函数以实现深拷贝,重载赋值运算符并处理自我赋值,同时提供length、c_str等接口及+=、+等运算符支持字符串拼接与访问。

实现一个自己的String类,能帮助深入理解C++的内存管理、构造函数、析构函数、运算符重载等核心机制。下面是一个简洁而完整的自定义字符串类的实现思路和关键点说明。
1. 基本成员设计
一个String类最基本的功能是封装字符数组,管理其生命周期。需要以下成员:
- char* data:指向动态分配的字符数组
- size_t size:记录当前字符串长度(不包含'\0')
- size_t capacity:可选,用于预留空间优化性能
最简版本可以只维护data和size,在构造时分配足够空间并以'\0'结尾。
2. 构造与析构函数
必须正确管理内存,防止泄漏或重复释放。
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- 默认构造函数:初始化为空字符串(data 指向 "\0")
- 带 const char* 的构造函数:复制传入的C字符串
- 拷贝构造函数:深拷贝,不能共享同一块内存
- 析构函数:释放 data 所指内存
示例代码片段:
class String {
private:
char* data;
size_t size;
public:
String() : data(new char[1]), size(0) { data[0] = '\0'; }
String(const char* str) {
size = std::strlen(str);
data = new char[size + 1];
std::strcpy(data, str);
}
String(const String& other) : size(other.size) {
data = new char[size + 1];
std::strcpy(data, other.data);
}
~String() { delete[] data; }};
3. 赋值运算符重载
赋值操作要处理自我赋值,并释放旧资源后再复制新内容。
实现时遵循“三法则”:如果有自定义析构函数、拷贝构造或赋值运算符,三者通常都要实现。
String& operator=(const String& other) {
if (this == &other) return *this; // 自我赋值检查
delete[] data; // 释放旧内存
size = other.size;
data = new char[size + 1];
std::strcpy(data, other.data);
return *this;
}
4. 常用接口与运算符
为了让String类更实用,可以添加以下功能:
- length():返回字符串长度
- c_str():返回 const char*,兼容C风格函数
- operator[]:支持下标访问(可重载 const 和非 const 版本)
- += 运算符:拼接字符串或字符
- + 运算符:返回新字符串对象
例如 += 实现:
String& operator+=(const String& other) {
size_t new_size = size + other.size;
char* new_data = new char[new_size + 1];
std::strcpy(new_data, data);
std::strcat(new_data, other.data);
delete[] data;
data = new_data;
size = new_size;
return *this;
}
基本上就这些。实现一个基础String类重点在于掌握内存安全和资源管理。后续可扩展功能如move语义(C++11)、比较运算符、查找、子串等。关键是先写好构造、析构、拷贝控制这三大件。










