C++学习笔记——string类和new函数

string类

1.功能增强

1.1 子字符串提取

1.2 字符串拼接

1.3 大小写转换

1.4 字符串比较

2.性能优化

3.使用示例

下面是一个简单的使用示例，展示了如何使用改进后的String类：

NEW函数

2.1NEW函数的基本用法

2.2NEW函数的注意事项

2.3避免悬空指针

string类

引言：在C++编程中，字符串处理是一个常见且重要的任务。标准库提供了std::string类来处理字符串，但有时候我们需要更多的功能或者更高的性能。为此，我们可以自定义一个改进后的String类，通过添加额外的功能和优化性能来满足我们的需求。本文将介绍C++中改进后的String类，它具有更强大和更高效的字符串处理能力。

1.功能增强

在改进后的String类中，我们可以添加一些额外的功能，以便更方便地处理字符串。例如：

1.1 子字符串提取

我们可以添加一个函数来提取字符串中指定位置和长度的子字符串。

1.2 字符串拼接

我们可以实现字符串之间的拼接操作，方便将多个字符串合并成一个。

1.3 大小写转换

我们可以添加函数来实现字符串的大小写转换，例如将字符串全部转为大写或小写。

1.4 字符串比较

我们可以重载运算符来比较两个字符串是否相等，或者判断字符串的大小关系。

2.性能优化

除了功能增强外，我们还可以通过性能优化来提升String类的效率。

2.1 内存管理：我们可以改进内存的分配和释放策略，避免频繁的内存分配和释放操作，提高程序的性能。

2.2 字符串拷贝：我们可以优化字符串的拷贝操作，使用更高效的算法来提升性能。

2.3 字符串连接：当进行多个字符串的连接时，我们可以使用更有效的方式，避免频繁的内存分配和复制操作。

3.使用示例

下面是一个简单的使用示例，展示了如何使用改进后的String类：

#include <iostream>
#include "ImprovedString.h" // 改进后的String类的头文件

int main() {
    ImprovedString str1("Hello");
    ImprovedString str2("World");

    // 字符串拼接
    ImprovedString result = str1 + " " + str2;
    std::cout << "拼接结果：" << result << std::endl;

    // 子字符串提取
    ImprovedString subStr = result.substr(0, 5);
    std::cout << "子字符串：" << subStr << std::endl;

    // 大小写转换
    ImprovedString upper = result.toUpper();
    ImprovedString lower = result.toLower();
    std::cout << "大写转换：" << upper << std::endl;
    std::cout << "小写转换：" << lower << std::endl;

    // 字符串比较
    if (str1 == str2) {
        std::cout << "str1与str2相等" << std::endl;
    } else if (str1 < str2) {
        std::cout << "str1小于str2" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "str1大于str2" << std::endl;
    }

    return 0;
}

在上述示例中，我们使用了改进后的String类来进行字符串的拼接、子字符串提取、大小写转换和字符串比较操作。通过使用这些功能，我们可以更方便地操作字符串，并且由于性能优化的存在，程序的运行效率也会得到提升。

NEW函数

在C++编程中，动态内存分配是一项重要的技术。它允许我们在程序运行时动态地分配和释放内存，而不需要提前知道需要多少内存。其中，NEW函数是C++提供的一个强大的工具，用于实现动态内存分配。本文将深入探讨NEW函数的使用方法、原理以及注意事项，帮助读者更好地理解和使用NEW函数。

2.1NEW函数的基本用法

在C++中，使用NEW函数可以动态地分配内存并返回指向该内存的指针。其基本用法如下：

int* ptr = new int;

上述代码中，NEW函数被用于分配一个整型变量的内存，并将返回的指针赋值给ptr。通过这样的方式，我们可以在程序运行时创建动态对象，而不需要提前知道对象的数量或大小。

EW函数的原理 NEW函数的原理涉及两个步骤：内存分配和对象构造。

内存分配当调用NEW函数时，它首先会在堆内存中寻找足够大小的连续空闲内存块。如果找到了合适的内存块，就会将其标记为已占用，并返回指向该内存块的指针。如果没有足够的连续内存块，NEW函数会抛出std::bad_alloc异常。
对象构造一旦获得了内存块，NEW函数会自动调用相应类型的构造函数来创建对象。例如，对于上述示例中的int类型，会调用int的默认构造函数来初始化该对象。

2.2NEW函数的注意事项

内存释放使用NEW函数分配的内存必须显式释放，以避免内存泄漏。释放内存的方法是使用DELETE操作符，如下所示：

delete ptr;

数组分配除了单个对象外，NEW函数还可以用于分配数组。数组的分配方式如下：

int* arr = new int[10];

在释放数组内存时，需要使用DELETE[]操作符，如下所示：

delete[] arr;

2.3避免悬空指针

当使用NEW函数分配内存后，要注意及时将指针赋值为nullptr或释放内存。否则，可能会导致悬空指针问题，造成内存泄漏或访问非法内存。

下面是一个简单的示例，展示了NEW函数的使用：

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "构造函数被调用" << std::endl;
    }

    ~MyClass() {
        std::cout << "析构函数被调用" << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass* ptr = new MyClass;
    delete ptr;

    return 0;
}

在上述示例中，我们使用NEW函数动态地分配了一个MyClass对象的内存，并在程序结束前使用DELETE操作符释放了内存。通过观察输出结果，可以清楚地看到构造函数和析构函数的调用顺序。

结论： NEW函数是C++中强大且灵活的动态内存分配工具，它能够在程序运行时动态地分配和释放内存。通过合理使用NEW函数，我们可以更好地管理内存，避免内存泄漏和悬空指针问题。同时，我们也要注意在使用NEW函数后及时释放内存，以保证程序的正确性和性能。