深入理解C/C++中的寫時拷貝

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寫時拷貝

何為寫時拷貝？ 前面我說過深拷貝淺拷貝，今天我們來探究一下寫時拷貝。深拷貝是補充了淺拷貝的不足，寫時拷貝其實也就是補充一點深拷貝的不足。其實寫時拷貝的意思就是： 當你讀取到這個空間的時候，並不會開辟出一個一模一樣的空間出來給你，當你真正需要拷貝的時候，那麼他就會開辟出空間給你。也就是拖延版的深拷貝。

寫時拷貝技術是通過"引用計數"實現的，在分配空間的時候多分配4個字節，用來記錄有多少個指針指向塊空間，當有新的指針指向這塊空間時，引用計數加一，當要釋放這塊空間時，引用計數減一(假裝釋放)，直到引用計數減為0時才真的釋放掉這塊空間。當有的指針要改變這塊空間的值時，再為這個指針分配自己的空間(注意這時引用計數的變化，舊的空間的引用計數減一，新分配的空間引用計數加一)。

寫時拷貝的實用：實現一個string類

class String 
{ 
public: 
 String(const char *str = "") 
 :_str(new char[strlen(str) + 1 + 4]) 
 { 
 cout << "Sring()" << endl; 
 _str += 4;    //前4個字節用來存放引用計數 
 GetCount() = 1;   //引用計數的初始值設置成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)   //如果計數器為1，則直接返回 
 { 
  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 << "釋放" << endl; 
  delete[](_str - 4); //注意釋放的時候還有 存放引用計數的4個字節 
  _str = NULL; 
 } 
 } 
private: 
 char *_str; 
}; 

這裡有一個問題呢~，C++標准的確就是這樣的，C++標准認為，當你通過迭代器或[]獲取到string的內部地址的時候，string並不知道你將是要讀還是要寫。這是它無法確定，為此，當你獲取到內部引用後，為了避免不能捕獲你的寫操作，它在此時廢止了寫時才拷貝技術。

這樣看來我們在使用寫時拷貝的時候，一定要注意，如果你不需要對string的內部進行修改，那你就千萬不要使用通過[]操作符和迭代器去獲取字符串的內部地址引用，如果你一定要這麼做，那麼你就必須要付出代價。當然，string還提供了一些使迭代器和引用失效的方法。比如說push_back，等， 你在使用[]之後再使用迭代器之後，引用就有可能失效了。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對的支持。