c++深浅拷贝&写时拷贝实现

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：

深拷贝实现如下：

#include 
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 
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。

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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：