您好，登录后才能下订单哦！
密码登录
登录注册
点击 登录注册 即表示同意《亿速云用户服务条款》
之前的博客已经给出了如何自己定义一个string类，以及其内部应该有的操作，今天就让我们根据STL库中给出的string来看看，它重要的写实拷贝实现和一点点读时拷贝（也是写时拷贝）
1、写时拷贝（copy-on-write）
class String
{
public:
String(const String &str)
:_pData(NULL)
{
String temp(str._pData);
swap(_pData,temp._pData);
}
private:
char *_pData;
}
void test（）
{
String s1("hello world");//构造
String s2(s1);//拷贝构造
}这里面实现的是用空间换时间的一种方法，定义极其简单，然而大神们写出来的STL库中的string是更为精巧的。就是应用了写实拷贝的技术,防止浅拷贝发生，并且还省了空间，
那么问题来了？？？？
Q:什么是写时拷贝呢？
A:写时拷贝就是一种拖延战术，当你真正用到的时候才去给它开辟空间，不然它只是看起来存在，实际上只是逻辑上的存在，这种方法在STL的string中体现的很明显。
由于string类是用char* 实现的，其内存都是在堆上开辟和释放的。堆上的空间利用要很小心，所以当你定义一个sring类的对象，并且想对这个对象求地址，其返回值是const char*类型，onlyread属性哦，如果还想对该地址的内容做什么改变，只能通过string给的方法去修改。
举个栗子：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("再来一遍：hello world");
string s2(s1);
//c++方式打印一个字符串的地址！！！！！
//static_cast---c++中的强制类型转换，不检查
//string的c_str()方法返回值是const char *
cout<<static_cast<const void *>(s1.c_str())<<endl;
cout<<static_cast<const void *>(s2.c_str())<<endl;
//就让我们再来复习一下c语言是如何打印一个字符串的地址
//是不是看起来超简单，~~~~(>_<)~~~~我也这么觉得
printf("%x\n",s1.c_str());
printf("%x\n",s2.c_str());
}（vs2010版本）
结果是不是和你想的不一样。。。。（明明应该不变的说~）
vc 6.0版本下：s1,s2的地址是一样的。这里就不进行截屏了，如果有兴趣的同学，下去可以试试哈~
那么当对s1,s2进行修改时是怎么样的呢
s1[0]='h'; s2[0]='w';
(vs2010版本)
VC6.0版本下：s1,s2的地址不一样（同vs2010版本）
所以我们得出的结论是：
当对string对象只进行拷贝构造时，发生的是写时拷贝（假拷贝），只有对其对象进行修改时（有写的操作），才对其对象另外开辟空间，进行修改。
要想达到这样的效果，在一定程度上节省了空间。
必须做到两点：内存的共享，写时拷贝。
（1）copy-on-write的原理？
“引用计数”，程序猿就是这般机智~~~~
当对象s1实例化，调用构造，引用计数初始化=1；
当有对象对s1进行拷贝时，s1的引用计数+1；
当有对象是由s1拷贝来的或者是s1自身进行析构是，s1的引用计数进行-1；
当有对象是由s1拷贝来的或者是s1自身需要修改时，进行真拷贝，并且引用计数-1；
当引用计数==0的时候，进行真正的析构。
（2）引用计数应该如何设计在？
关于引用计数的实现，你是不是也有这样的疑惑呢？
当类的对象之间进行共享时，引用计数也是共享的
当类中的对象从公共中脱离出来，引用计数就是它自己的了。
那么如何做到从独立--->共享--->独立的呢？？？
如果你想将引用计数当做String类的成员变量，那么什么样的类型适合它呢？
int _count; 那么每个对象的实例化都拥有一个自己的引用计数，无法实现共享
class String
{
public:
String(pData=NULL)
:_pData(new char[strlen(pData)+1])
,_count(1)
{
strcpy(_pData,pData);
}
~String()
{
if(--_count==0)
{
delete []_pData;
}
}
String(String &str)
:_pData(str._pData)
{
str._count++;
_count=str._count;
}
private:
char *_pData;
int _count;
};
string s1="hello world";
string s2(s1);
//s1构造,s2拷贝构造：s1和s2指向同一空间，s1和s2的_count都变成2
//当s2先析构，s2的_count--变成1，不释放
//当s1析构时，s1的_count--变成1，不释放
//造成内存泄露static int _pCount;那么每个对象的实例化都拥有这唯一的一个引用计数，共享范围过大
class String
{
public:
String(pData=NULL)
:_pData(new char[strlen(pData)+1])
{
_count=1;
strcpy(_pData,pData);
}
~String()
{
if(--_count==0)
{
delete []_pData;
}
}
String(String &str) //不加const，不然底下的浅拷贝会出错
:_pData(str._pData)
{
str._count++;
}
private:
char *_pData;
static int _count; //静态的成员变量要在类外进行初始化
};
int String::_count=0；
string s1="hello world";
string s2(s1);
string s3("error");
//s1构造,s2拷贝构造：s1和s2指向同一空间，_count都变成2
//s3构造，_count变成1
//当s3先析构，_count--变成0，释放
//s1,s2造成内存泄露int *_pCount;可以实现引用计数。
class String
{
public:
String(pData=NULL)
:_pData(new char[strlen(pData)+1])
,_pCount(new int(1))
{
strcpy(_pData,pData);
}
~String()
{
if(--(*_pCount)==0)
{
delete []_pData;
delete _pCount;
}
}
String& operator=(const String *str)
{
if(_pData!=str._pData)
{
if(--(*_pCount)==0)
{
delete _pCount;
delete []_pData;
}
(*str._pCount)++;
_pCount=str._pCount;
_pData=str._pData;
}
return *this;
}
String(String &str) //不加const，不然底下的浅拷贝会出错
:_pData(str._pData)
,_pCount(str._pCount)
{
(*str._pCount)++;
}
private:
char *_pData;
int *_pCount;
};这些字符串都是在堆上开辟的，那么引用计数也可以在堆上开辟，要从逻辑上，看引用计数是个指针，存次数，从物理上看，引用计数应该和字符指针放在一起，便于管理。让数据相同的对象都可以共享同一片内存。
综上，引用计数的设计如图：
（3）引用计数什么时候需要共享呢？
情况1：string s2(s1); //s2拷贝自s1，即s2中的数据和s1的一样
情况2：string s2； s2=s1;//s2的数据由s1赋值而来，即s2中的数据和s1的一样
综上所述：
string类中的拷贝构造和赋值运算符重载需要引用计数
（4）什么情况下需要进行写时拷贝
对内容有修改时
（5）c++版实现代码
class String
{
private:
char *_pData; //引用计数存在于_pData[-1]
public:
//构造函数
String(pData=NULL)
:_pData(new char[strlen(pData)+1+sizeof(int)])
{
//强转在头上4个字节存放引用计数的值
(*(int *)_pData)=1;
//恢复其字符串的长度
_pData+=4;
strcpy(_pData,pData);
}
//拷贝构造
String(const String&str)
:_pData(str. _pData)
{
//(*(--(int *)str._pData)) ++;
//这个版本是错的，大家看看错在哪里？可以留言告诉我哦
(*(--(int*)_pData-1)++;
}
//赋值运算符重载
String& operator=(const String &str)
{
if(_pData!=str._pData)
{
if(--(*(--(int*)_pData-1)==0)
{
_pData-=4;
delete []_pData;
}
else
{
_pData=str._pData;
(*(--(int*)_pData-1)++;
}
}
return *this;
}
//析构函数
~String()
{
if(--(*(--(int*)_pData-1)==0)
{
_pData-=4;
delete []_pData;
}
}
};2、读时拷贝（copy-on-read）
当C++的STL库中的string被这么利用时：
string s1="hello world";
long begin = getcurrenttick();
for(size_t i=0;i<s1.size();i++)
{
cout<<s1[i]<<endl;
}
cout<<getcurrenttick()-begin<<endl;
//你会发现这样的时间和修改内容进行的写时拷贝的时间一样长
//这是因为string中对于operator[]无法自主进行判断
//client是进行读还是写，所以一律按写考虑免责声明：本站发布的内容（图片、视频和文字）以原创、转载和分享为主，文章观点不代表本网站立场，如果涉及侵权请联系站长邮箱：is@yisu.com进行举报，并提供相关证据，一经查实，将立刻删除涉嫌侵权内容。