string类的深浅拷贝

string类深浅拷贝

在上一篇博客，C++之string类中我们已经把string类的接口，以及用法介绍过了，今天我们就主要来说string类的实现中存在的问题深浅拷贝，如果对接口还有不懂的可以去看看上一篇博客。

1.string中的经典问题

大家先看一下这一段代码：

class String
{
public:
	String(const char* str = "")
	{
		//构造string类对象时，如果传递nullptr指针，认为程序非法，此处需要断言
		if (nullptr == str)
		{
			assert(false);
			return;
		}
		_str = new char[strlen(str) + 1];
		strcpy(_str, str);
	}
	~String()
	{
		if (_str)
		{
			delete[] _str;
			_str = nullptr;
		}
	}
private:
	char* _str;
};

//测试
void TestString()
{
	String s1("hello world!");
	String s2(s1);
}

总结：**上述Sting类没有显示定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载，此时编译器会合成默认的，当s1构造s2时，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是：s1、s2共用同一块空间，在释放时同一空间被释放多次而引起程序崩溃，**这种拷贝方式，称为浅拷贝。

2.浅拷贝与深拷贝

2.1 浅拷贝：
编译器只是将对象中的值拷贝过来，如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对资源进行这项操作时，就会发生了一些访问违规。浅拷贝也称为位拷贝。
2.2 深拷贝:
如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须显示给出，一般情况都是按照深拷贝的方式提供的；

2.2.1 传统版写法的String类
既然在上面已经说到深拷贝要显示定义，首先来看一下传统版。

class String
{
public:
	//构造函数
	String(const char* str = "")
	{
		if (nullptr == str)
		{
			assert(false);
			return;
		}
		_str = new char[strlen(str) + 1];
		strcpy(_str, str);
	}
	//拷贝构造函数
	String(const String& s)
		:_str(new char[strlen(s._str)]+1)
	{
		strcpy(_str, s._str);
	}
	//赋值运算符重载
	String& operator = (const String& s)
	{
		if (this != &s)
		{
			char* pStr = new char[strlen(s._str) + 1];
			strcpy(pStr, s._str);
			delete[] _str;
			_str = pStr;
		}
		return *this;
	}
	//析构函数
	~String()
	{
		if (_str)
		{
			delete _str;
			_str = nullptr;
		}
	}
private:
	char* _str;
};

2.2.1 现代版写法的String类

class String
{
public:
	//构造函数
	String(const char* str = "")
	{
		if (nullptr == str)
			str = "";
		_str = new char[strlen(str) + 1];
		strcpy(_str, str);
	}
	//拷贝构造函数
	String(const String& s)
		:_str(nullptr)
	{
		String strTmp(s._str);
		swap(_str, strTmp);
	}
	//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;
			_str = nullptr;
		}
	}
private:
	char *_str;
};

对比传统版与现代版你会发现，现代版对赋值运算符重载写的更简单了；
2.3 写时拷贝
写时拷贝是一种拖延症，是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现。
引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成1，每增加一个对象使用该资源，就给计数增加1，当某个对象被销毁时，先给计数减1，然后再检查是否要释放资源，如果计数为1，说明该对象是资源的最后一个使用者，将该资源释放，否则不能释放，因为还有其他对象在使用该资源。