c++中如何实现深浅拷贝以及写时拷贝

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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：

c++中如何实现深浅拷贝以及写时拷贝

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。

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：

c++中如何实现深浅拷贝以及写时拷贝

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