C++：string类写时拷贝|引用计数

news2024/9/27 18:29:11

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写时拷贝（了解）

参考博客：C++写时拷贝的不同方案（String类）_c++ string 从第三个字节拷贝-CSDN博客

1.1 概念

在此之前，我们就有讲过深浅拷贝的问题
- 浅拷贝会导致同一块空间析构两次；
- 一个对象进行修改等变化会影响另一个对象（因为同一个地址同一块空间）
因此我们使用深拷贝解决该问题：先开辟空间后拷贝数据。但是这种方法需要我们没创建一个对象就去深拷贝，可在后面该对象并没有做任何修改操作，那么深拷贝的作用就不大了，而且还浪费了内存空间资源。（深拷贝：每次对对象进行值和空间同时拷贝，但是会使用更多的空间）
因此就有了写时拷贝。当对空间进行修改时，检查出来自己以外是否还有其他对象使用此空间。有，自己重新开辟空间进行修改，不去影响其他对象；没有，则表示是自己空间资源独享，直接进行更改。而这里引入引用计数，用于统计有多少对象在使用这块空间资源。

1.2 方案1

当创建出一个对象s1，利用s1拷贝构造出一个对象s2，引用技术refCount自动+1，此时值为2。
如果现在要对s2进行自身的修改操作，先判断refCount是否大于1。若大于1，则s2要重新开辟一块空间，然后再进行修改操作，避免影响其他对象。

s2重新开辟了一块空间，然后再修改原来的引用计数refCount，使其-1；重新开辟的空间中因为此时只有一个对象，所以引用计数refCount也是1。

总结：此方案的写时拷贝技术是同时开辟两块空间，一块用于存放自身的内容，另一块用于存放引用计数refCount，同时管理两块空间，统计当前使用此空间的对象数，当要修改当前空间的时候，进行引用计数的判断，再决定是否开辟新空间。

class String
{
public:
	//构造函数
	String(char* str="")
		:_str(new char[strlen(str)+1])
		,_refCount(new int(1))
	{
		strcpy(_str, str);
	}
 
 
	//拷贝构造函数
	String(String& s)
	{
		_str = s._str;
		_refCount = s._refCount;
		++(*_refCount);
	}
 
	String& operator=(const String& s)
	{
		if (_str != s._str)
		{
			Release();
 
			_str = s._str;
			_refCount = s._refCount;
			(*_refCount)++;
		}
		return *this;
	}
 
	void Release()
	{
		if (--(*_refCount) == 0)
		{
			cout << "delete" << endl;
			delete[] _str;
			delete _refCount;
		}
	}
 
	~String()
	{
		Release();
	}
 
	void CopyOnWrite()
	{
		if (*_refCount > 1)
		{
			char* tmp = new char[strlen(_str) + 1];
			strcpy(tmp, _str);
			--(*_refCount);
 
			_str = tmp;
			_refCount = new int(1);
		}
	}
 
	char& operator[](size_t pos)
	{
		CopyOnWrite();
		return _str[pos];
	}
 
	char operator[](size_t pos) const
	{
		return _str[pos];
	}
private:
	char* _str;
	int* _refCount;
};