c++深浅拷贝&写时拷贝实现

不念不忘少年蓝@ 2022-06-12 02:21 214阅读 0赞

### **一：浅拷贝&深拷贝** ###

> #### **浅拷贝**：在拷贝构造的时候，直接将原内容的地址交给要拷贝的类，两个类共同指向一片空间。但是存在很大的缺陷：①一旦对s2进行操作，s1的内容也会改变；②析构时先析构s2，再析构s1，但是由于s1,s2指向同一片空间，会导致一片空间的二次析构导致出错。 ####
> 
> #### **深拷贝**：通过开辟和源空间大小相同的空间并将内容拷贝下来再进行操作。不论是否对s2进行操作，都会拷贝一片相同大小的空间以及内容下来。 ####

#### **图示如下：** ####

![这里写图片描述][SouthEast]

#### **深拷贝实现如下：** ####

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    
    class String
    {
    public:
        String(char* str = "")
            :_str(new char[strlen(str)+1])
        {
            strcpy(_str, str);
        }
    
        //传统写法，开辟空间
        String(const String& s)
        {
            _str = new(char[strlen(s._str) + 1]);
            strcpy(_str, s._str);
        }
    
        //现代写法，利用构造函数
        //String(const String& s)
        //  :_str(NULL)
        //{
        
        //  String tmp(s._str);
        //  swap(_str, tmp._str);
        //}
    
        //****************赋值运算符重载**************
        //String& operator=(const String& s)
        //{
        
        //  if (this != &s)
        //  {
        
        //      delete[] _str;
        //      _str = new char[strlen(s._str) + 1];
        //      strcpy(_str, s._str);
        //  }
        //  return *this;
        //}
    
        //****************赋值运算符重载**************
        String& operator=(String& s)
        {
            swap(_str, s._str);
            return *this;
        }
    
        //***************析构函数********************
        ~String()
        {
            if (_str)
            {
                delete[] _str;
            }
        }
    
    private:
        char* _str;
    };

--------------------

### **二：写时拷贝** ###

#### 写时拷贝：引入一个计数器，每片不同内容的空间上都再由一个计数器组成，在构造第一个类指向时，计数器初始化为1，之后每次有新的类也指向同一片空间时，计数器加价；在析构时判断该片空间对应计数器是否为1，为1则执行清理工作，大于1则计数器-1。如果有需要进行增删等操作时，再拷贝空间完成，有利于提高效率。 ####

#### **写法一：** ####

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    class String
    {
    public:
        String(char* str = "")
            :_str(new char[strlen(str)]+1)
            , _refCount(new int(1))
        {
            strcpy(_str, str);
        }
    
        String(const String& str)
            : _str(str._str)
            ,_refCount(str._refCount)
        {
            (*_refCount)++;
        }
    
        ~String()
        {
            release();
        }
    
        String& operator= (const String& s)
        {
            if (_str != s._str)
            {
                release();
                _refCount = s._refCount;
                (*_refCount)++;
                _str = s._str;
            }
            return *this;
        }
    
        void release()
        {
            if ((*--_refCount) == 0)
            {
                delete[] _str;
                delete _refCount;
            }
        }
    
    private:
        char* _str;
        int* _refCount;
    };

#### 缺点：每构造一个新类，就会多开四个字节，会导致空间中有许多的内存碎片。 ####

--------------------

#### **第二种：** ####

class String
    {
    public:
        String(char* str = "")
            :_str(new char[strlen(str)+1+4])
        {
            *(int*)_str = 1;
            _str += 4;
            strcpy(_str, str);
        }
    
        String(const String& s)
            :_str(s._str)
        {
            ++GetCount();
        }
    
        ~String()
        {
            release();
        }
    
        String& operator=(const String& s)
        {
            if (this != &s)
            {
                realease();
                _str = s._str;
                GetCount()++;
            }
            return *this;
        }
    
        void release()
        {
            if (--GetCount() == 0)
            {
                _str -= 4;
                delete[] _str;      
            }
        }
    
        int& GetCount()
        {
            return *((int*)_str - 1);
        }
    
    private:
        char* _str;
    };

#### **注意：**由于计数器存放在了\_str首地址-4的地址上，所以在析构时一定要注意全部释放，避免内存泄漏。 ####

#### 图示如下： ####

![这里写图片描述][SouthEast 1]

[SouthEast]: /images/20220612/711ed369aacb444aa459b6bdace57a0d.png
[SouthEast 1]: /images/20220612/48e7ca6d946145e3838091cce29191ed.png