C语言中怎么动态扩容String

这篇文章给大家介绍C语言中怎么动态扩容String，内容非常详细，感兴趣的小伙伴们可以参考借鉴，希望对大家能有所帮助。

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;          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; }

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