String 类 Copy-On-Write 技术以及使用时存在的风险

先来看一下string 面试时的简易写法（使用的是深拷贝）：

 

class String
{
    String()
        :str(new char[1])
    {
        str[0] = '\0';
    }

    String(char* p, size_t size)
        :str(new char[size + 1])
    {
        strcpy(str, p);
    }

    String(String& Str)
        :str(new char[strlen(Str.str)+1])
    {
        strcpy(str, Str.str);
    }

    String& operator=(String& Str)
    {
        if (this != &Str)
        {
            String StrTmp = Str;
            swap(str, StrTmp.str);
        }
        return *this;
    }

    ~String()
    {
        delete[] str;
    }

//深拷贝与浅拷贝

 

 

　　当对string的对象不进行修改，也就是只读的时候，我们创建新对象时可以用新的string类中的char*来指向原先旧的string中字符串的起始位置，如果用深拷贝就存在内存浪费的问题，因为我们每构造出一个对象时都是重新开辟新的空间来存储字符串。所以呢 Copy_On_Write的思想被提出来了，Copy_On_Write 就是指在修改string时才开辟空间来保存修改后的string，而如果不修改呢，我们就用浅拷贝，直接用string中char*进行赋值，引用计数加一，析构时如果引用计数减为0，则释放保存字符串的空间。

 

写实拷贝的模型一：

 

 

class String
{
    String()
    :_str(new char[1]), _count(new int(1))
    {
        _str[0] = '\0';
    }

    String(char* p, size_t size)
        :_str(new char[size + 1]), _count(new int(1))
    {
        strcpy(_str, p);
    }

    String(String& Str)
        :_str(Str._str), _count(Str._count)
    {
        strcpy(_str, Str._str);
        *_count++;
    }

    String& operator=(String& Str)
    {
        if (this != &Str)
        {
            if (--*_count == 0)
                delete[] _str;
            _str = Str._str;
            _count = Str._count;
            *_count++;
        }
        return *this;
    }

    ~String()
    {
        delete[] _str;
    }

protected:
    char* _str;
    int* _count;   //引用计数
};

 

 

 写实拷贝的模型二：

 

 

 

class String
{
public:
    String()
    :_str(new char[5])
    {
        _str = _str + 4;
        _str[0] = '\0';
        int count = _Count(_str);
        count = 1;
    }

    String(char* p)
        :_str(new char[strlen(p) + 5])
    {
        _str = _str + 4;
        strcpy(_str, p);
        int& count = _Count(_str);
        count = 1;
    }

    String(String& Str)
        :_str(Str._str)
    {
        ++_Count(_str);
    }

    String& operator=(String& Str)
    {
        if (this != &Str)
        {
            if (_Count(_str))
                delete[](_str - 4);
            _str = Str._str;
            ++_Count(_str);
        }
        return *this;
    }

    ~String()
    {
        if (--_Count(_str) == 0)
        delete[] _str;
    }

    int& _Count(char* p)
    {
        return *(int*)(p - 4);
    }
protected:
    char* _str;
};

 

 

 

 

 

写实拷贝引发的问题：参见博文  

C++ 之 stl::string 写时拷贝导致的问题