C++ 的一個常見面試題是讓你實現一個 String 類，限於時間，不可能要求具備 std::string 的功能，但至少要求能正確管理資源。具體來說：

1. 能像 int 型別那樣定義變數，並且支援賦值、複製。
2. 能用作函式的引數型別及返回型別。
3. 能用作標準庫容器的元素型別，即 vector/list/deque 的 value_type。（用作 std::map 的 key_type 是更進一步的要求，本文從略）。

換言之，你的 String 能讓以下程式碼編譯執行通過，並且沒有記憶體方面的錯誤。

void foo(String x)
{
}
 
void bar(const String& x)
{
}
 
String baz()
{
  String ret("world");
  return ret;
}
 
int main()
{
  String s0;
  String s1("hello");
  String s2(s0);
  String s3 = s1;
  s2 = s1;
 
  foo(s1);
  bar(s1);
  foo("temporary");
  bar("temporary");
  String s4 = baz();
 
  std::vector<String> svec;
  svec.push_back(s0);
  svec.push_back(s1);
  svec.push_back(baz());
  svec.push_back("good job");
}
 

首先選擇資料成員，最簡單的 String 只有一個 char* 成員變數。好處是容易實現，壞處是某些操作的複雜度較高（例如 size() 會是線性時間）。為了面試時寫程式碼不出錯，本文設計的 String 只有一個 char* data_成員。而且規定 invariant 如下：一個 valid 的 string 物件的 data_ 保證不為 NULL，data_ 以 '\0' 結尾，以方便配合 C 語言的 str*() 系列函式。

其次決定支援哪些操作，構造、析構、拷貝構造、賦值這幾樣是肯定要有的（以前合稱 big three，現在叫 copy control）。如果鑽得深一點，C++11的移動構造和移動賦值也可以有。為了突出重點，本文就不考慮 operator[] 之類的過載了。

#include <utility>
#include <string.h>
 
class String
{
 public:
  String()
    : data_(new char[1])
  {
    *data_ = '\0';
  }
 
  String(const char* str)
    : data_(new char[strlen(str) + 1])
  {
    strcpy(data_, str);
  }
 
  String(const String& rhs)
    : data_(new char[rhs.size() + 1])
  {
    strcpy(data_, rhs.c_str());
  }
  /* Delegate constructor in C++11
  String(const String& rhs)
    : String(rhs.data_)
  {
  }
  */
 
  ~String()
  {
    delete[] data_;
  }
 
  /* Traditional:
  String& operator=(const String& rhs)
  {
    String tmp(rhs);
    swap(tmp);
    return *this;
  }
  */
  String& operator=(String rhs) // yes, pass-by-value
  {
    swap(rhs);
    return *this;
  }
 
  // C++ 11
  String(String&& rhs)
    : data_(rhs.data_)
  {
    rhs.data_ = nullptr;
  }
 
  String& operator=(String&& rhs)
  {
    swap(rhs);
    return *this;
  }
 
  // Accessors
 
  size_t size() const
  {
    return strlen(data_);
  }
 
  const char* c_str() const
  {
    return data_;
  }
 
  void swap(String& rhs)
  {
    std::swap(data_, rhs.data_);
  }
 
 private:
  char* data_;
};
 

注意程式碼的幾個要點：

1. 只在建構函式裡呼叫 new char[]，只在解構函式裡呼叫 delete[]。
2. 賦值操作符采用了《C++程式設計規範》推薦的現代寫法。
3. 每個函式都只有一兩行程式碼，沒有條件判斷。
4. 解構函式不必檢查 data_ 是否為 NULL。
5. 建構函式 String(const char* str) 沒有檢查 str 的合法性，這是一個永無止境的爭論話題。這裡在初始化列表裡就用到了 str，因此在函式體內用 assert() 是無意義的。