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深入理解C/C++中的写时拷贝

2017-03-28 10:57 555 查看

写时拷贝

何为写时拷贝？前面我说过深拷贝浅拷贝，今天我们来探究一下写时拷贝。深拷贝是补充了浅拷贝的不足，写时拷贝其实也就是补充一点深拷贝的不足。其实写时拷贝的意思就是：当你读取到这个空间的时候，并不会开辟出一个一模一样的空间出来给你，当你真正需要拷贝的时候，那么他就会开辟出空间给你。也就是拖延版的深拷贝。

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)。

写时拷贝的实用：实现一个string类

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;
};

这里有一个问题呢~，C++标准的确就是这样的，C++标准认为，当你通过迭代器或[]获取到string的内部地址的时候，string并不知道你将是要读还是要写。这是它无法确定，为此，当你获取到内部引用后，为了避免不能捕获你的写操作，它在此时废止了写时才拷贝技术。

这样看来我们在使用写时拷贝的时候，一定要注意，如果你不需要对string的内部进行修改，那你就千万不要使用通过[]操作符和迭代器去获取字符串的内部地址引用，如果你一定要这么做，那么你就必须要付出代价。当然，string还提供了一些使迭代器和引用失效的方法。比如说push_back，等，你在使用[]之后再使用迭代器之后，引用就有可能失效了。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对脚本之家的支持。

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标签： c++ 写时拷贝

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