c++中如何實(shí)現(xiàn)深淺拷貝以及寫(xiě)時(shí)拷貝

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一：淺拷貝&深拷貝

淺拷貝：在拷貝構(gòu)造的時(shí)候，直接將原內(nèi)容的地址交給要拷貝的類(lèi)，兩個(gè)類(lèi)共同指向一片空間。但是存在很大的缺陷：①一旦對(duì)s2進(jìn)行操作，s1的內(nèi)容也會(huì)改變；②析構(gòu)時(shí)先析構(gòu)s2，再析構(gòu)s1，但是由于s1,s2指向同一片空間，會(huì)導(dǎo)致一片空間的二次析構(gòu)導(dǎo)致出錯(cuò)。

深拷貝：通過(guò)開(kāi)辟和源空間大小相同的空間并將內(nèi)容拷貝下來(lái)再進(jìn)行操作。不論是否對(duì)s2進(jìn)行操作，都會(huì)拷貝一片相同大小的空間以及內(nèi)容下來(lái)。

圖示如下：

深拷貝實(shí)現(xiàn)如下：

#include <iostream>
using namespace std;


class String
{
public:
 String(char* str = "")
 :_str(new char[strlen(str)+1])
 {
 strcpy(_str, str);
 }

 //傳統(tǒng)寫(xiě)法，開(kāi)辟空間
 String(const String& s)
 {
 _str = new(char[strlen(s._str) + 1]);
 strcpy(_str, s._str);
 }

 //現(xiàn)代寫(xiě)法，利用構(gòu)造函數(shù)
 //String(const String& s)
 // :_str(NULL)
 //{
 // String tmp(s._str);
 // swap(_str, tmp._str);
 //}

 //****************賦值運(yùn)算符重載**************
 //String& operator=(const String& s)
 //{
 // if (this != &s)
 // {
 // delete[] _str;
 // _str = new char[strlen(s._str) + 1];
 // strcpy(_str, s._str);
 // }
 // return *this;
 //}

 //****************賦值運(yùn)算符重載**************
 String& operator=(String& s)
 {
 swap(_str, s._str);
 return *this;
 }

 //***************析構(gòu)函數(shù)********************
 ~String()
 {
 if (_str)
 {
  delete[] _str;
 }
 }

private:
 char* _str;
};

二：寫(xiě)時(shí)拷貝

寫(xiě)時(shí)拷貝：引入一個(gè)計(jì)數(shù)器，每片不同內(nèi)容的空間上都再由一個(gè)計(jì)數(shù)器組成，在構(gòu)造第一個(gè)類(lèi)指向時(shí)，計(jì)數(shù)器初始化為1，之后每次有新的類(lèi)也指向同一片空間時(shí)，計(jì)數(shù)器加價(jià)；在析構(gòu)時(shí)判斷該片空間對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器是否為1，為1則執(zhí)行清理工作，大于1則計(jì)數(shù)器-1。如果有需要進(jìn)行增刪等操作時(shí)，再拷貝空間完成，有利于提高效率。

寫(xiě)法一：

#include <iostream>
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;
};

缺點(diǎn)：每構(gòu)造一個(gè)新類(lèi)，就會(huì)多開(kāi)四個(gè)字節(jié)，會(huì)導(dǎo)致空間中有許多的內(nèi)存碎片。

第二種：

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：由于計(jì)數(shù)器存放在了_str首地址-4的地址上，所以在析構(gòu)時(shí)一定要注意全部釋放，避免內(nèi)存泄漏。

圖示如下：

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