这篇文章主要介绍“C语言怎么实现动态扩容的string”的相关知识，小编通过实际案例向大家展示操作过程，操作方法简单快捷，实用性强，希望这篇“C语言怎么实现动态扩容的string”文章能帮助大家解决问题。
一个好的string应该有以下功能？
创建字符串
删除字符串
尾部追加字符串
头部插入字符串
从尾部删除N个字符
从头部删除N个字符
裁剪字符串
获取字符串长度
获取完整字符串
下面，我们来看看各个功能的实现。
首先定义一个string的句柄，相当于C++中的实例。
struct c_string; typedef struct c_string c_string_t;
在内部string的实现如下：
// string的初始内存大小
static const size_t c_string_min_size = 32;
struct c_string {
char *str; // 字符串指针
size_t alloced; // 已分配的内存大小
size_t len; // 字符串的实际长度
};创建字符串：
c_string_t *c_string_create(void) {
c_string_t *cs;
cs = calloc(1, sizeof(*cs));
cs->str = malloc(c_string_min_size);
*cs->str = '\0';
// 初始分配内存大小是32，之后每次以2倍大小扩容
cs->alloced = c_string_min_size;
cs->len = 0;
return cs;
}销毁字符串：
void c_string_destroy(c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return;
free(cs->str);
free(cs);
}内部如何扩容呢：
static void c_string_ensure_space(c_string_t *cs, size_t add_len) {
if (cs == NULL || add_len == 0) return;
if (cs->alloced >= cs->len + add_len + 1) return;
while (cs->alloced < cs->len + add_len + 1) {
cs->alloced <<= 1; // 每次以2倍大小扩容
if (cs->alloced == 0) {
// 左移到最后可能会变为0，由于alloced是无符号型，减一则会变成UINT_MAX
cs->alloced--;
}
}
cs->str = realloc(cs->str, cs->alloced);
}在尾部追加字符串：
void c_string_append_str(c_string_t *cs, const char *str, size_t len) {
if (cs == NULL || str == NULL || *str == '\0') return;
if (len == 0) len = strlen(str);
c_string_ensure_space(cs, len); // 确保内部有足够的空间存储字符串
memmove(cs->str + cs->len, str, len);
cs->len += len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}在尾部追加字符：
void c_string_append_char(c_string_t *cs, char c) {
if (cs == NULL) return;
c_string_ensure_space(cs, 1);
cs->str[cs->len] = c;
cs->len++;
cs->str[cs->len] = '\0';
}在尾部追加整数：
void c_string_append_int(c_string_t *cs, int val) {
char str[12];
if (cs == NULL) return;
snprintf(str, sizeof(str), "%d", val); // 整数转为字符串
c_string_append_str(cs, str, 0);
}在头部插入字符串：
void c_string_front_str(c_string_t *cs, const char *str, size_t len) {
if (cs == NULL || str == NULL || *str == '\0') return;
if (len == 0) len = strlen(str);
c_string_ensure_space(cs, len);
memmove(cs->str + len, cs->str, cs->len);
memmove(cs->str, str, len);
cs->len += len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}在头部插入字符：
void c_string_front_char(c_string_t *cs, char c) {
if (cs == NULL) return;
c_string_ensure_space(cs, 1);
memmove(cs->str + 1, cs->str, cs->len);
cs->str[0] = c;
cs->len++;
cs->str[cs->len] = '\0';
}在头部插入整数：
void c_string_front_int(c_string_t *cs, int val) {
char str[12];
if (cs == NULL) return;
snprintf(str, sizeof(str), "%d", val);
c_string_front_str(cs, str, 0);
}清空字符串：
void c_string_clear(c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return;
c_string_truncate(cs, 0);
}裁剪字符串：
void c_string_truncate(c_string_t *cs, size_t len) {
if (cs == NULL || len >= cs->len) return;
cs->len = len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}删除头部的N个字符：
void c_string_drop_begin(c_string_t *cs, size_t len) {
if (cs == NULL || len == 0) return;
if (len >= cs->len) {
c_string_clear(cs);
return;
}
cs->len -= len;
memmove(cs->str, cs->str + len, cs->len + 1);
}删除尾部的N个字符：
void c_string_drop_end(c_string_t *cs, size_t len) {
if (cs == NULL || len == 0) return;
if (len >= cs->len) {
c_string_clear(cs);
return;
}
cs->len -= len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}获取字符串的长度：
size_t c_string_len(const c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return 0;
return cs->len;
}返回字符串指针，使用的是内部的内存：
const char *c_string_peek(const c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return NULL;
return cs->str;
}重新分配一块内存存储字符串返回：
char *c_string_dump(const c_string_t *cs, size_t *len) {
char *out;
if (cs == NULL) return NULL;
if (len != NULL) *len = cs->len;
out = malloc(cs->len + 1);
memcpy(out, cs->str, cs->len + 1);
return out;
}测试代码如下：
int main() {
c_string_t *cs = c_string_create();
c_string_append_str(cs, "123", 0);
c_string_append_char(cs, '4');
c_string_append_int(cs, 5);
printf("%s \n", c_string_peek(cs));
c_string_front_str(cs, "789", 0);
printf("%s \n", c_string_peek(cs));
c_string_drop_begin(cs, 2);
printf("%s \n", c_string_peek(cs));
c_string_drop_end(cs, 2);
printf("%s \n", c_string_peek(cs));
c_string_destroy(cs);
return 0;
}输出：
12345
78912345
912345
9123
完整代码如下：头文件：
#include <stddef.h> struct c_string; typedef struct c_string c_string_t; c_string_t *c_string_create(void); void c_string_destroy(c_string_t *cs); void c_string_append_str(c_string_t *cs, const char *str, size_t len); void c_string_append_char(c_string_t *cs, char c); void c_string_append_int(c_string_t *cs, int val); void c_string_front_str(c_string_t *cs, const char *str, size_t len); void c_string_front_char(c_string_t *cs, char c); void c_string_front_int(c_string_t *cs, int val); void c_string_clear(c_string_t *cs); void c_string_truncate(c_string_t *cs, size_t len); void c_string_drop_begin(c_string_t *cs, size_t len); void c_string_drop_end(c_string_t *cs, size_t len); size_t c_string_len(const c_string_t *cs); const char *c_string_peek(const c_string_t *cs); char *c_string_dump(const c_string_t *cs, size_t *len);
源文件：
#include <ctype.h>
#include <stdbool.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
static const size_t c_string_min_size = 32;
struct c_string {
char *str;
size_t alloced;
size_t len;
};
c_string_t *c_string_create(void) {
c_string_t *cs;
cs = calloc(1, sizeof(*cs));
cs->str = malloc(c_string_min_size);
*cs->str = '\0';
cs->alloced = c_string_min_size;
cs->len = 0;
return cs;
}
void c_string_destroy(c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return;
free(cs->str);
free(cs);
}
static void c_string_ensure_space(c_string_t *cs, size_t add_len) {
if (cs == NULL || add_len == 0) return;
if (cs->alloced >= cs->len + add_len + 1) return;
while (cs->alloced < cs->len + add_len + 1) {
cs->alloced <<= 1;
if (cs->alloced == 0) {
cs->alloced--;
}
}
cs->str = realloc(cs->str, cs->alloced);
}
void c_string_append_str(c_string_t *cs, const char *str, size_t len) {
if (cs == NULL || str == NULL || *str == '\0') return;
if (len == 0) len = strlen(str);
c_string_ensure_space(cs, len);
memmove(cs->str + cs->len, str, len);
cs->len += len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}
void c_string_append_char(c_string_t *cs, char c) {
if (cs == NULL) return;
c_string_ensure_space(cs, 1);
cs->str[cs->len] = c;
cs->len++;
cs->str[cs->len] = '\0';
}
void c_string_append_int(c_string_t *cs, int val) {
char str[12];
if (cs == NULL) return;
snprintf(str, sizeof(str), "%d", val);
c_string_append_str(cs, str, 0);
}
void c_string_front_str(c_string_t *cs, const char *str, size_t len) {
if (cs == NULL || str == NULL || *str == '\0') return;
if (len == 0) len = strlen(str);
c_string_ensure_space(cs, len);
memmove(cs->str + len, cs->str, cs->len);
memmove(cs->str, str, len);
cs->len += len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}
void c_string_front_char(c_string_t *cs, char c) {
if (cs == NULL) return;
c_string_ensure_space(cs, 1);
memmove(cs->str + 1, cs->str, cs->len);
cs->str[0] = c;
cs->len++;
cs->str[cs->len] = '\0';
}
void c_string_front_int(c_string_t *cs, int val) {
char str[12];
if (cs == NULL) return;
snprintf(str, sizeof(str), "%d", val);
c_string_front_str(cs, str, 0);
}
void c_string_clear(c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return;
c_string_truncate(cs, 0);
}
void c_string_truncate(c_string_t *cs, size_t len) {
if (cs == NULL || len >= cs->len) return;
cs->len = len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}
void c_string_drop_begin(c_string_t *cs, size_t len) {
if (cs == NULL || len == 0) return;
if (len >= cs->len) {
c_string_clear(cs);
return;
}
cs->len -= len;
/* +1 to move the NULL. */
memmove(cs->str, cs->str + len, cs->len + 1);
}
void c_string_drop_end(c_string_t *cs, size_t len) {
if (cs == NULL || len == 0) return;
if (len >= cs->len) {
c_string_clear(cs);
return;
}
cs->len -= len;
cs->str[cs->len] = '\0';
}
size_t c_string_len(const c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return 0;
return cs->len;
}
const char *c_string_peek(const c_string_t *cs) {
if (cs == NULL) return NULL;
return cs->str;
}
char *c_string_dump(const c_string_t *cs, size_t *len) {
char *out;
if (cs == NULL) return NULL;
if (len != NULL) *len = cs->len;
out = malloc(cs->len + 1);
memcpy(out, cs->str, cs->len + 1);
return out;
}关于“C语言怎么实现动态扩容的string”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识，可以关注亿速云行业资讯频道，小编每天都会为大家更新不同的知识点。
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