String写时拷贝实现

头文件部分
 1 /*
版权信息：狼
文件名称：String.h
文件标识：
摘    要：对于上版本简易的String进行优化跟进。
        改进
        1.（将小块内存问题与大块分别对待）小内存块每个对象都有，当内存需求大于定义大小时利用动态分配
        2.实现大块内存的写时拷贝功能，提高效率，优化空间利用
        3.类似new[]实现机制：将动态内存块大小信息保存为隐藏“头”

当前版本：1.2
修 改 者：狼
完成日期：2015-12-12

取代版本：1.1
原 作 者：狼
完成日期：2015-12-11
*/
#ifndef _STRING_H
#define _STRING_H
#include<iostream>
using namespace ::std;

namespace COW
{
    class String
    {
    friend     void Check_Interface(String &S);
    friend ostream& operator << (ostream&os, String &Str);

    public:
        String(const char* str = "");
        String(String& Str);
        String& operator=(const String& Str);
        ~String();

    private:
        void decrease();//减少引用计数。
        void increase();//增加引用计数。

    private:
        enum{BufSize = 16};        //利用枚举进行数组初始化
        char *_str;                //内容块，“头”代替capacity
        char _buff[BufSize];    //小内存块处理。
    };
    ostream& operator << (ostream&os, String &Str);
}
#endif

///////////////实现文件
#include"String.h"
#pragma warning (disable:4351 4996)

using namespace COW;

String::String(const char *Str)
    :_str(NULL)
    , _buff()
{
    //采用动态分配
    if (strlen(Str) >= BufSize)
    {
        _str = new char[strlen(Str) + 5];

        *((int*)_str) = 1;

        strcpy(_str + 4, Str);
    }
    else//栈内存储
    {
        strcpy(_buff, Str);
    }
}
String::String(String& Str)
    :_str(NULL)
    , _buff()
{
    //    1.如果是小块内存。浅拷贝
    if (Str._str == NULL)
    {
        strcpy(_buff,Str._buff);
    }
    else
    {
        _str = Str._str;
        this->increase();
    }
}
String& String::operator=(const String& Str)
{
    //都是动态 且指向一处
    if (_str == Str._str&&_str != NULL)
        return *this;

    //两个都是小内存时
    if (Str._str == NULL&&_str==NULL)
    {
        strcpy(_buff, Str._buff);
    }
    //如果*this 是小内存（不存在内存变更，不用处理buff）,Str 动态。
    else if (_str==NULL&&Str._str!=NULL)
    {
        _str = Str._str;
        this->increase();
    }
        
    //*this 动态，Str小内存。减少*this._str计数。。.更改buff
    else if(_str!=NULL&&Str._str==NULL)
    {
        this->decrease();
        _str = NULL;
        strcpy(_buff,Str._buff);
    }

    //两个都是动态分配 但不同
    else
    {
        this->decrease();
        _str = Str._str;
        this->increase();
    }
    return *this;
}
void String::increase()
{
    *(int*)_str += 1;
}
void String::decrease()
{
    if (_str != NULL)
    {

        //////问题2，，每次decrease之后必须变更_str..为NULL或者指向新块
        if ((*(int*)_str) - 1 != 0)
        {
            (*(int*)_str) -= 1;
        }
        else
        {
            delete[]_str;
            _str = NULL;
        }
    }
}
String::~String()
{
    this->decrease();
    _str = NULL;
}

///////问题1...命名空间冲突时
ostream& COW::operator << (ostream&os, String &Str)
{
    if (Str._str)
    {
        os << (Str._str + 4) << "\t"<< (*(int*)Str._str);
    }
    else
        os << Str._buff;
    return os;
}
//////friend 友员函数不能跨越命名空间访问私有成员？？？？？？？？？？？？
//void Check_Interface(COW::String &S)
//{
//    //char  COW::String::*ch = S._str;
//    char *ch = S._str;
//    cout << endl;
//}

/////////////测试模块
#include"String.h"
using namespace COW;

void Test_COPY_EPU()
{

    String S1("hellow     world!");
    String S2("hellow world");
    String S3;
    S3 = S2;
    String S4;
    S4 = S1;
    //少对多，少对少
    cout << "小内存赋值" << S3 << endl;
    cout << "小内存赋值" << S4 << endl;

    //多对多，多对少
    String S5("change             world");
    S5 = S1;
    cout << S5 << endl;
    S5 = S2;
    cout << S5 << endl;
    //多多且等
    String S6 = S1;
    S6 = S1;
    cout << S6 << endl;
}
void main()
{
    Test_COPY_EPU();
}