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c++中类中有默认的构造函数,其中就有拷贝构造,默认的拷贝构造按照字节进行拷贝,
按字节拷贝的问题在于:如果该空间为指针变量,且指向一块正在管理的空间,当浅拷贝之后,就会有两个变量同时管理这块空间,当生命周期结束后,也会随之析构两次,这是不允许的。
因此这种情况下,我们需要手动实现拷贝构造,简单来说,我们需要开辟空间,将原来管理的空间赋值一份,这样,一人一份就没有纠纷了。
下面来探索string的浅拷贝。
string如果默认支持的是浅拷贝的无疑是会出问题的,因此毫无疑问string中实现的不是浅拷贝。
其实string中有两种实现拷贝的方式, 深拷贝和写时拷贝,其中深拷贝分为传统写法和现代写法。
传统写法:每个需要进行拷贝的函数都自己创建空间,进行字节的拷贝。
现代写法:完成默认构造函数的正常写法(创建空间,按字节拷贝), 其余的拷贝构造,赋值运算符重载等函数,复用默认构造函数。从而提高代码复用性,也简化了我们的工作量。
写时拷贝:写时拷贝技术是通过"引用计数"实现的,在分配空间的时候多分配4个字节,用来记录有多少个指针指向块空间,当有新的指针指向这块空间时,引用计数加一,当要释放这块空间时,引用计数减一(假装释放),直到引用计数减为0时才真的释放掉这块空间。当有的指针要改变这块空间的值时,再为这个指针分配自己的空间(注意这时引用计数的变化,旧的空间的引用计数减一,新分配的空间引用计数加一)。
传统写法:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <iostream> #include <string.h> namespace sstr { class string { public: string(const char* str = "") { // 构造string类对象时,如果传递nullptr指针,认为程序非法,此处断言下 _str = new char[strlen(str) + 1]; strcpy(_str, str); } string(const string& s) : _str(new char[strlen(s._str) + 1]) { strcpy(_str, s._str); } string& operator=(const string& s){ if (this != &s){ char* pStr = new char[strlen(s._str) + 1]; strcpy(pStr, s._str); delete[] _str; _str = pStr; } return *this; } ~string(){ if (_str){ delete[] _str; _str = nullptr; } } private: char* _str; }; }
现代写法:
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS #include <iostream> #include <string.h> #include <algorithm> namespace sstring { class string { public: string(const char* str = "") { if (nullptr == str) str = ""; _str = new char[strlen(str) + 1]; strcpy(_str, str); } string(const string& s) : _str(nullptr) { string strTmp(s._str); std::swap(_str, strTmp._str); } // 对比两种实现方式 string& operator=(string s){ std::swap(_str, s._str); return *this; } /* string& operator=(const string& s){ if(this != &s){ string strTmp(s); swap(_str, strTmp._str); } return *this; } */ ~string(){ if (_str){ delete[] _str; _str = nullptr; } } private: char* _str; }; }
写时拷贝:
class String { public: String(const char *str = "") :_str(new char[strlen(str) + 1 + 4]) { cout << "Sring()" << endl; _str += 4; //前4个字节用来存放引用计数 GetCount() = 1; //引用计数的初始值设置成1 strcpy(_str, str); } String(String& s) :_str(s._str) { cout << "Sring(String&)" << endl; GetCount()++; } String& operator=(String& s) { cout << "Sring& operator=" << endl; if (this != &s) { Release(); _str = s._str; GetCount()++; } return *this; } ~String() { cout << "~Sring()" << endl; Release(); } public: char& operator[](size_t index) { if (GetCount() == 1) //如果计数器为1,则直接返回 { return _str[index]; } GetCount()--; char *tmp = _str; _str = new char[strlen(tmp) + 1 + 4]; _str += 4; strcpy(_str, tmp); GetCount() = 1; return _str[index]; } private: int& GetCount() { return *(int *)(_str - 4); } void Release() { if (--GetCount() == 0) { cout << "释放" << endl; delete[](_str - 4); //注意释放的时候还有 存放引用计数的4个字节 _str = NULL; } } private: char *_str; };
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