【Exceptional C++（2）】不区分大小写的strin

问题

• 写一个不分大小写的字符串比较类，std::string提供了operator==实现比较，但是区分大小写。我们希望达到下面的目标

ci_string s("AbCdE");
assert(s == "abcde");
assert(s == "ABCDE");
assert(strcmp(s.c_str(), "AbCdE") == 0); // c_str()返回C字符串指针，const char* c_str()
assert(strcmp(s.c_str(), "abcde") != 0);

解答

• string头文件中可以看到

typedef basic_string<char> string;

• 所以string并不是一个真正的类，只是一个特化的typedef，再看basic_string<>模板声明

template<class charT,
    class traits = char_traits<charT>,
    class Allocator<charT> >
class basic_string;

• 所以string实际上是basic_string<char, char_traits<char>, allocator<char> >，先不关心allocator部分，关键的是char_traits部分，决定了字符的相互作用和比较运算。basic_string提供了常用的比较函数比较两个string对象是否相等或一个小于另一个。具体来说，char_traits模板提供了这些字符比较函数：eq() 相等, ne() 不等, lt() 小于, compare() 比较字符序列, find() 搜索字符序列。如果希望在string的这些操作上有不同行为，只需要提供一个不同的char_traits模板

struct ci_char_traits : public char_traits<char>
{
    static bool eq( char c1, char c2 )
    {
        return toupper(c1) == toupper(c2);
    }
    static bool ne( char c1, char c2 )
    {
        return toupper(c1) != toupper(c2);
    }
    static bool lt(char c1, char c2)
    {
        return toupper(c1) < toupper(c2);
    }
    static int compare( const char * s1, const char * s2, size_t n )
    {
        return memicmp(s1, s2, n); // 如果编译器没提供得自己实现
    }
    static const char* find( const char* s, int n, char a )
    {
        while( n-- > 0 && toupper(*s) != toupper(a))
        {
            ++s;
        }
        return n >= 0 ? s : 0;
    }
};
// 最后把它们合在一起
typedef basic_string<char, ci_char_traits> ci_string;

• 我们根本没碰basic_string就实现了不区分大小写的string，这揭示了basic_string模板的工作原理和实现使用上的灵活性，如果你不想用memicmp()和toupper()，可以用自己的代码替换这些比较函数
• ci_char_traits继承自char_traits<char>，但并非is-a关系，且两个类中所有函数都是static，也不存在多态
• 如果混用ci_string和string，比如相加，要定义ci_string自己的这些操作，或者取两者的.c_str()
• cout可以输出string，但不能输出ci_string

template<class char, class traits, class Allocator>
basic_ostream<charT, traits>&
operator<<(basic_ostream<charT, traits>& os,
    const basic_string<charT, traits, Allocator>& str)

• 要输出ci_string，需要自己定义操作，或者直接使用.c_str()

ci_string s = "abc";
cout << s.c_str() << endl;