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之前的博客已經給出了如何自己定義一個string類，以及其內部應該有的操作，今天就讓我們根據STL庫中給出的string來看看，它重要的寫實拷貝實現和一點點讀時拷貝（也是寫時拷貝）
1、寫時拷貝（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");//構造
String s2(s1);//拷貝構造
}這里面實現的是用空間換時間的一種方法，定義極其簡單，然而大神們寫出來的STL庫中的string是更為精巧的。就是應用了寫實拷貝的技術,防止淺拷貝發生，并且還省了空間，
那么問題來了？？？？
Q:什么是寫時拷貝呢？
A:寫時拷貝就是一種拖延戰術，當你真正用到的時候才去給它開辟空間，不然它只是看起來存在，實際上只是邏輯上的存在，這種方法在STL的string中體現的很明顯。
由于string類是用char* 實現的，其內存都是在堆上開辟和釋放的。堆上的空間利用要很小心，所以當你定義一個sring類的對象，并且想對這個對象求地址，其返回值是const char*類型，onlyread屬性哦，如果還想對該地址的內容做什么改變，只能通過string給的方法去修改。
舉個栗子：
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
int main()
{
string s1("再來一遍：hello world");
string s2(s1);
//c++方式打印一個字符串的地址！！！！！
//static_cast---c++中的強制類型轉換，不檢查
//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;
//就讓我們再來復習一下c語言是如何打印一個字符串的地址
//是不是看起來超簡單，~~~~(>_<)~~~~我也這么覺得
printf("%x\n",s1.c_str());
printf("%x\n",s2.c_str());
}（vs2010版本）
結果是不是和你想的不一樣。。。。（明明應該不變的說~）
vc 6.0版本下：s1,s2的地址是一樣的。這里就不進行截屏了，如果有興趣的同學，下去可以試試哈~
那么當對s1,s2進行修改時是怎么樣的呢
s1[0]='h'; s2[0]='w';
(vs2010版本)
VC6.0版本下：s1,s2的地址不一樣（同vs2010版本）
所以我們得出的結論是：
當對string對象只進行拷貝構造時，發生的是寫時拷貝（假拷貝），只有對其對象進行修改時（有寫的操作），才對其對象另外開辟空間，進行修改。
要想達到這樣的效果，在一定程度上節省了空間。
必須做到兩點：內存的共享，寫時拷貝。
（1）copy-on-write的原理？
“引用計數”，程序猿就是這般機智~~~~
當對象s1實例化，調用構造，引用計數初始化=1；
當有對象對s1進行拷貝時，s1的引用計數+1；
當有對象是由s1拷貝來的或者是s1自身進行析構是，s1的引用計數進行-1；
當有對象是由s1拷貝來的或者是s1自身需要修改時，進行真拷貝，并且引用計數-1；
當引用計數==0的時候，進行真正的析構。
（2）引用計數應該如何設計在？
關于引用計數的實現，你是不是也有這樣的疑惑呢？
當類的對象之間進行共享時，引用計數也是共享的
當類中的對象從公共中脫離出來，引用計數就是它自己的了。
那么如何做到從獨立--->共享--->獨立的呢？？？
如果你想將引用計數當做String類的成員變量，那么什么樣的類型適合它呢？
int _count; 那么每個對象的實例化都擁有一個自己的引用計數，無法實現共享
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構造,s2拷貝構造：s1和s2指向同一空間，s1和s2的_count都變成2
//當s2先析構，s2的_count--變成1，不釋放
//當s1析構時，s1的_count--變成1，不釋放
//造成內存泄露static int _pCount;那么每個對象的實例化都擁有這唯一的一個引用計數，共享范圍過大
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，不然底下的淺拷貝會出錯
:_pData(str._pData)
{
str._count++;
}
private:
char *_pData;
static int _count; //靜態的成員變量要在類外進行初始化
};
int String::_count=0；
string s1="hello world";
string s2(s1);
string s3("error");
//s1構造,s2拷貝構造：s1和s2指向同一空間，_count都變成2
//s3構造，_count變成1
//當s3先析構，_count--變成0，釋放
//s1,s2造成內存泄露int *_pCount;可以實現引用計數。
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，不然底下的淺拷貝會出錯
:_pData(str._pData)
,_pCount(str._pCount)
{
(*str._pCount)++;
}
private:
char *_pData;
int *_pCount;
};這些字符串都是在堆上開辟的，那么引用計數也可以在堆上開辟，要從邏輯上，看引用計數是個指針，存次數，從物理上看，引用計數應該和字符指針放在一起，便于管理。讓數據相同的對象都可以共享同一片內存。
綜上，引用計數的設計如圖：
（3）引用計數什么時候需要共享呢？
情況1：string s2(s1); //s2拷貝自s1，即s2中的數據和s1的一樣
情況2：string s2； s2=s1;//s2的數據由s1賦值而來，即s2中的數據和s1的一樣
綜上所述：
string類中的拷貝構造和賦值運算符重載需要引用計數
（4）什么情況下需要進行寫時拷貝
對內容有修改時
（5）c++版實現代碼
class String
{
private:
char *_pData; //引用計數存在于_pData[-1]
public:
//構造函數
String(pData=NULL)
:_pData(new char[strlen(pData)+1+sizeof(int)])
{
//強轉在頭上4個字節存放引用計數的值
(*(int *)_pData)=1;
//恢復其字符串的長度
_pData+=4;
strcpy(_pData,pData);
}
//拷貝構造
String(const String&str)
:_pData(str. _pData)
{
//(*(--(int *)str._pData)) ++;
//這個版本是錯的，大家看看錯在哪里？可以留言告訴我哦
(*(--(int*)_pData-1)++;
}
//賦值運算符重載
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;
}
//析構函數
~String()
{
if(--(*(--(int*)_pData-1)==0)
{
_pData-=4;
delete []_pData;
}
}
};2、讀時拷貝（copy-on-read）
當C++的STL庫中的string被這么利用時：
string s1="hello world";
long begin = getcurrenttick();
for(size_t i=0;i<s1.size();i++)
{
cout<<s1[i]<<endl;
}
cout<<getcurrenttick()-begin<<endl;
//你會發現這樣的時間和修改內容進行的寫時拷貝的時間一樣長
//這是因為string中對于operator[]無法自主進行判斷
//client是進行讀還是寫，所以一律按寫考慮免責聲明：本站發布的內容（圖片、視頻和文字）以原創、轉載和分享為主，文章觀點不代表本網站立場，如果涉及侵權請聯系站長郵箱：is@yisu.com進行舉報，并提供相關證據，一經查實，將立刻刪除涉嫌侵權內容。
