C++从入门到起飞之——深浅拷贝string类补充全方位剖析！

news2024/9/20 14:20:38

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🔖克心守己，律己则安

1、浅拷贝

2、深拷贝

3、现代版写法的拷贝构造和赋值重载

4、再探swap!

5、写实拷贝（了解）

6、完结散花

1、浅拷贝

>浅拷贝：也称位拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对资源进项操作时，就会发生发生了访问违规。

>就像一个家庭中有两个孩子，但父母只买了一份玩具，两个孩子愿意一块玩，则万事大吉，万一不想分享就你争我夺，玩具损坏。

当对象当中有对资源的管理和申请时，浅拷贝有俩个问题：

>1、当一个对象对资源改变时，另一个对象中的资源随之而变。

>2、当对象进行销毁时会发生资源的多次释放。

>可以采用深拷贝解决浅拷贝问题，即：每个对象都有一份独立的资源，不要和其他对象共享。父母给每个孩子都买一份玩具，各自玩各自的就不会有问题了。

2、深拷贝

如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。

3、现代版写法的拷贝构造和赋值重载

>拷贝构造(深拷贝)传统写法

	//拷贝构造(深拷贝)传统写法
	string(const string& s)
	{
		_str = new char[s._capacity + 1];
		strcpy(_str, s._str);
		_size = s._size;
		_capacity = s._capacity;
	}

>拷贝构造(深拷贝)现代写法

void swap(string& s)
{
	std::swap(_str, s._str);
	std::swap(_size, s._size);
	std::swap(_capacity, s._capacity);
}
//拷贝构造(深拷贝)现代写法
string(const string& s)
{
	string tmp(s._str);
	swap(tmp);
	//==this.swap(tmp);
}

注意：我们在string类内部自己实现一个swap交换函数，在实现自己的交换函数时，一定要在类内部指定命名空间std不然会调用this.swap，从而发生报错！

深拷贝现代写法和传统写法的不同之处就在于，我们不自己手动去开空间给我们需要构造的对象，而是临时构造一个对象tmp，把开空间的任务交给了带参构造函数。然后，拷贝构造就窃取tmp的成果，用swap将this和tmp交换！从而达到拷贝构造的目的！

这里还需要注意的是我们一定要给this的_str初始化为nullptr,不然_str里面为空，还是随机值这是标准未规定的。如果，this的_str为随机值，那么在交换后，tmp在析构时会释放随机的空间。所以，我们可以在交换前置空，也可以直接在申明处给缺省值！

char* _str=nullptr;//指向字符串的指针
size_t _size=0;//有效字符个数（不包含'\0'）
size_t _capacity=0;//空间大小（不包含'\0'）

>赋值重载传统写法

	//显示赋值运算符重载
	string& operator=(const string& s)
	{
		if (this != &s)
		{
			delete[] _str;
			_str = new char[s._capacity + 1];
			strcpy(_str, s._str);
			_size = s._size;
			_capacity = s._capacity;
		}
		return *this;
	}

>赋值重载现代写法1

	string& operator=(const string& s)
	{
		if (this != &s)
		{
			string tmp(s.c_str());
			swap(tmp);
		}
		return *this;
	}

与拷贝构造的写法类似，不过赋值重载中tmp做的事更多。它不仅帮this拷贝构造数据，在交换数据后还要帮忙把this原来指向的资源释放（就好比我做饭给你吃，我还要顺便在你吃完后把碗筷洗了）。

>赋值重载现代写法2

string& operator=(string tmp)
{
	swap(tmp);
	return *this;
}

这种写法就更加简单了，我们直接在传值传参的时候构造tmp，再进行交换！但是，这种写法在自己给自己赋值时避免不了无用的拷贝构造与交换。不过，这种情况很少并且上面的写法并没有问题，无伤大雅！

4、再探swap!

>std::swap

我们可以看到，std中的swap其实就是一个函数模版，如果我们在string类里面用std中的swap函数的话，一个交换函数就会有三次拷贝构造，效率太低了。所以我们在string中有属于自己的swap函数，这也告诉我们，对内置类型我们可以用std::swap，但是对于类类型，我们不建议使用！

>string的成员函数swap

string成员函数的swap就是直接改变指针的指向，避免了拷贝构造。但是，既然成员函数中已经有了swap函数，那么为什么还要在string中定义非成员函数swap呢？

>string的非成员函数swap

注意看这段英文，这里说这是泛型算法交换的重载，它通过相互转移对其内部数据的所有权到另一个对象（即，字符串交换对其数据的引用，而不实际复制字符）来提高其性能：它的行为就像调用了 x.swap（y）。

这一点我们从反汇编也可以看出来，实际上，它最终还是调用了string的成员函数swap！

这就是在string中还要再实现一个非成员函数swap的意义，有些人并不知道调用string类成员函数swap和在std::定义的swap函数模版有什么不同，所以就可能会直接用全局的函数模版swap。但是，为了让效率提高，在std中就直接再次实现了一个函数swap！既然已经有现成的并且匹配的swap函数，我们在直接调用swap时并不会通过模版再次生成swap函数，而是直接调用现成的（编译器也会偷懒哦~）！