引用計(jì)數(shù)

深拷貝
多個(gè)對(duì)象共享同一份資源時(shí)，最后能夠保證該資源只被釋放一次
應(yīng)該由哪個(gè)對(duì)象釋放資源？
由最后一個(gè)使用該資源的對(duì)象去釋放
怎么知道一個(gè)對(duì)象是最后一個(gè)使用該資源的對(duì)象？
給一個(gè)計(jì)數(shù)，記錄使用該資源對(duì)象的個(gè)數(shù)

實(shí)現(xiàn)

計(jì)數(shù)用普通整型

先來(lái)看一個(gè)例子

class string { public:string(char *str = ""){//如果指針為空，則初始化位空字符串if (nullptr == str)str = "";//申請(qǐng)空間_str = new char[strlen(str) + 1];//初始化一個(gè)對(duì)象占一個(gè)資源，引用計(jì)數(shù)+1_count = 1;//拷貝數(shù)據(jù)strcpy(_str, str);}string( string& s):_str(s._str), _count(++s._count){}string& operator=(const string& s){//自己給自己賦值，不用做任何操作if (this != &s){}return *this;}~string(){//每次釋放對(duì)象計(jì)數(shù)都要減一，減完之后要看_count是不是0if (_str && 0 == --_count)delete[]_str;_str = nullptr;}//編譯器生成的默認(rèn)賦值運(yùn)算符重載存在淺拷貝，而且會(huì)有資源泄露，沒(méi)有釋放資源 private:char * _str;int _count; };

在類(lèi)中增加一個(gè)變量記錄使用資源的對(duì)象數(shù)
在類(lèi)中增加int類(lèi)型的成員變量----不行，因?yàn)檫@種變量每個(gè)對(duì)象都存在一份
普通的成員變量，每個(gè)對(duì)象都有一份，一個(gè)對(duì)象在修改計(jì)數(shù)時(shí)，不會(huì)影響其他對(duì)象
導(dǎo)致：資源沒(méi)有釋放而引起內(nèi)存泄露

將計(jì)數(shù)變?yōu)殪o態(tài)成員變量

class string { public:string(char *str = ""){//如果指針為空，則初始化位空字符串if (nullptr == str)str = "";//申請(qǐng)空間_str = new char[strlen(str) + 1];//初始化一個(gè)對(duì)象占一個(gè)資源，引用計(jì)數(shù)+1_count = 1;//拷貝數(shù)據(jù)strcpy(_str, str);}string(string& s) //靜態(tài)成員變量不能再在初始化列表中使用:_str(s._str){++_count;}string& operator=(const string& s){//自己給自己賦值，不用做任何操作if (this != &s){}return *this;}~string(){//每次釋放對(duì)象計(jì)數(shù)都要減一，減完之后要看_count是不是0if (_str && 0 == --_count)delete[]_str;_str = nullptr;}//編譯器生成的默認(rèn)賦值運(yùn)算符重載存在淺拷貝，而且會(huì)有資源泄露，沒(méi)有釋放資源 private:char * _str;static int _count; };int string::_count = 0;

將計(jì)數(shù)給成靜態(tài)類(lèi)型成員變量----不行
靜態(tài)類(lèi)型成員是所有對(duì)象共享，計(jì)數(shù)應(yīng)該與資源個(gè)數(shù)保持一致，有多少資源就要要多少計(jì)數(shù)

計(jì)數(shù)為整型指針類(lèi)型

一個(gè)對(duì)象修改，另外一個(gè)對(duì)象也能看見(jiàn)

class string{public:string(char *str = ""):_pCount(new int (1)){//如果指針為空，則初始化位空字符串if (nullptr == str)str = "";//申請(qǐng)空間_str = new char[strlen(str) + 1];//拷貝數(shù)據(jù)strcpy(_str, str);}string(string& s) //靜態(tài)成員變量不能再在初始化列表中使用:_str(s._str) //兩個(gè)對(duì)象共用同一份資源, _pCount(s._pCount) //兩個(gè)對(duì)象共用一個(gè)計(jì)數(shù){++(*_pCount);}//s2 = s1//s2原來(lái)的資源將不再使用---應(yīng)該給原來(lái)的計(jì)數(shù)-1// 計(jì)數(shù)非0:// 計(jì)數(shù)為0: 釋放掉原來(lái)的資源//s2應(yīng)該與s1共享同一份資源：計(jì)數(shù)++string& operator=(const string& s){//自己給自己賦值，不用做任何操作if (this != &s){//讓當(dāng)前對(duì)象與其管理的資源分離開(kāi)if (0 == --*_pCount){delete[]_str;delete _pCount;}//與s共享資源_str = s._str;_pCount = s._pCount;++ (*_pCount);}return *this;}~string(){//每次釋放對(duì)象計(jì)數(shù)都要減一，減完之后要看_count是不是0if (_str && 0 == -- *_pCount){delete[]_str;_str = nullptr;delete _pCount;_pCount = nullptr;}}private:char * _str;int* _pCount;};

引用計(jì)數(shù)也有缺陷
如果出現(xiàn)這種情況

void TestString() {bite::string s1("hello");bite::string s2(s1);bite::string s3("world");bite::string s4(s3);s3 = s1; //s3不需要釋放原來(lái)的資源，因?yàn)檫€有s4在用s1 = s4; //s4是最后使用資源的對(duì)象，所以需要釋放 }

這種情況程序走到末尾，4個(gè)對(duì)象共用同一塊空間，如果用[]運(yùn)算符去修改對(duì)象s1的值，那么其他對(duì)象也都被修改

寫(xiě)時(shí)拷貝

所有對(duì)象共享一份資源時(shí)，讀數(shù)據(jù)不用拷貝，一但有對(duì)象要修改，則單獨(dú)為該對(duì)象拷貝一份資源
所以當(dāng)出現(xiàn)所有寫(xiě)操作或者可能會(huì)引起寫(xiě)操作的方法，都會(huì)把當(dāng)前對(duì)象修改掉，所以要分離對(duì)象’

namespace bite {class string{public:string(char *str = ""):_pCount(new int (1)){//如果指針為空，則初始化位空字符串if (nullptr == str)str = "";//申請(qǐng)空間_str = new char[strlen(str) + 1];//拷貝數(shù)據(jù)strcpy(_str, str);}string(string& s) //靜態(tài)成員變量不能再在初始化列表中使用:_str(s._str) //兩個(gè)對(duì)象共用同一份資源, _pCount(s._pCount) //兩個(gè)對(duì)象共用一個(gè)計(jì)數(shù){++(*_pCount);}//s2 = s1//s2原來(lái)的資源將不再使用---應(yīng)該給原來(lái)的計(jì)數(shù)-1// 計(jì)數(shù)非0:// 計(jì)數(shù)為0: 釋放掉原來(lái)的資源//s2應(yīng)該與s1共享同一份資源：計(jì)數(shù)++string& operator=(const string& s){//自己給自己賦值，不用做任何操作if (this != &s){//讓當(dāng)前對(duì)象與其管理的資源分離開(kāi)if (0 == --*_pCount){delete[]_str;delete _pCount;}//與s共享資源_str = s._str;_pCount = s._pCount;++ (*_pCount);}return *this;}char& operator[](size_t index){//該操作可能會(huì)改變當(dāng)前對(duì)象的內(nèi)容//必須：分離當(dāng)前對(duì)象if (GetRef() > 1){string strtemp(_str);//構(gòu)造臨時(shí)對(duì)象this->swap(strtemp); //當(dāng)前對(duì)象與臨時(shí)對(duì)象交換}return _str[index];}~string(){//每次釋放對(duì)象計(jì)數(shù)都要減一，減完之后要看_count是不是0if (_str && 0 == -- *_pCount){delete[]_str;_str = nullptr;delete _pCount;_pCount = nullptr;}}void swap(string &s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_pCount, s._pCount);}private://獲取引用計(jì)數(shù)int GetRef(){return *_pCount;}private:char * _str;int* _pCount;}; }void TestString() {bite::string s1("hello");bite::string s2(s1);bite::string s3("world");bite::string s4(s3);s3 = s1; //s3不需要釋放原來(lái)的資源，因?yàn)檫€有s4在用s1 = s4; //s4是最后使用資源的對(duì)象，所以需要釋放s1[0] = 'H';char& rc = s1[0];rc = 'H'; }

寫(xiě)時(shí)拷貝單線(xiàn)程底下沒(méi)有問(wèn)題，但在多線(xiàn)程下可能會(huì)出錯(cuò)

~string(){//每次釋放對(duì)象計(jì)數(shù)都要減一，減完之后要看_count是不是0if (_str && 0 == -- *_pCount){delete[]_str;_str = nullptr;delete _pCount;_pCount = nullptr;}}

線(xiàn)程1計(jì)數(shù)減過(guò)了但是時(shí)間片到了，還沒(méi)來(lái)的及與0比較。線(xiàn)程2過(guò)來(lái)，發(fā)現(xiàn)資源還存在，而且線(xiàn)程2時(shí)間片充足，就會(huì)去釋放資源。釋放完后，線(xiàn)程1又開(kāi)始執(zhí)行，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)已經(jīng)變?yōu)?，就會(huì)把資源再釋放一次，也會(huì)造成代碼崩潰

模擬實(shí)現(xiàn)string

namespace bite {class string{public:typedef char* iterator;public:string(const char* str = ""){if (str == nullptr)str = "";//當(dāng)前對(duì)象開(kāi)辟空間_size = strlen(str);_capacity = _size ;_str = new char[_capacity + 1];//拷貝元素strcpy(_str, str);}//放入n個(gè)字符chstring(size_t n, char ch):_size(n), _capacity(n), _str(new char[n + 1])//此處不能new char[_capacity],因?yàn)槌蓡T變量初始化，只跟聲明順序有關(guān)，_str先于_capacity聲明，所以//先初始化{memset(_str, ch, n);_str[n] = '\0'; //最后一個(gè)位置設(shè)置為\0}//[begin,end)string(char* begin, char* end){_size = end - begin;_capacity = _size;_str = new char[_size + 1];strncpy(_str, begin, _size);_str[_size] = '\0';}string(const string& s):_size(s._size), _capacity(s._size){_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, s._str);}string& operator=(const string& s){if (this != &s){int len = strlen(s._str) ;char * p = new char[len + 1];strcpy(p, s._str);delete[]_str;_str = p;_size = len;_capacity = len;}return *this;}~string(){if (_str){delete[]_str;_str = nullptr;_capacity = 0;_size = 0;}}//容量相關(guān)操作size_t size()const{return _size;}size_t capacity()const{return _capacity;}bool empty()const{return 0 == _size;}void resize(size_t newsize,char ch){size_t oldsize = _size;if (newsize > oldsize){//有效元素增多//多出的元素再空余空間能否放的下if (newsize > _capacity){reserve(newsize);}memset(_str + _size, ch, newsize-oldsize);}_size = newsize;_str[_size] = '\0';}void reserve(size_t newcapacity){size_t oldcapacity = _capacity;if (newcapacity > oldcapacity){//申請(qǐng)新空間char * temp = new char[newcapacity + 1];//拷貝元素strcpy(temp, _str);//釋放舊空間delete[]_str;//指向新空間_str = temp;_capacity = newcapacity;}}//元素訪(fǎng)問(wèn)相關(guān)操作char& operator[](size_t index){assert(index < _size);return _str[index];}const char& operator[]( int index){assert(index < _size);return _str[index];}//元素修改操作void push_back(char ch){if (_size == _capacity)reserve(_capacity * 2);_str[_size++] = ch;_str[_size] = '\0';}string& operator+=(const char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const string s);bool operator==(const string s);bool operator!=(const string s);bool operator>=(const string s);bool operator<=(const string s);bool operator>(const string s);bool operator<(const string s);friend ostream& operator<< (ostream& _cout, const bite::string& s){_cout << s.c_str();return _cout;}friend istream operator>>(istream _cin, string s);//迭代器iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}//特殊操作size_t find(char ch, size_t pos = 0){for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (ch == _str[i])return i;}return npos;}size_t rfind(char ch, size_t pos = npos){if (pos == npos)pos = _size - 1;for (int i = pos; i >= 0; i--){if (ch == _str[i])return i;}return npos;}string substr(size_t pos = 0, size_t n = npos){if (n == npos)n = _size;string temp(_str + pos, _str + n + pos);return temp;}const char* c_str()const{return _str;}private:size_t _capacity; //當(dāng)前空間有多大size_t _size; //當(dāng)前string里有多少個(gè)有效字符char *_str;static size_t npos;};size_t string::npos = -1; }

要使用范圍for進(jìn)行打印，必須要給出begin()和end()

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的浅拷贝+引用计数--写时拷贝---模拟实现string容器的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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