深入理解C/C++中的写时拷贝

写时拷贝

何为写时拷贝？ 前面我说过深拷贝浅拷贝，今天我们来探究一下写时拷贝。深拷贝是补充了浅拷贝的不足，写时拷贝其实也就是补充一点深拷贝的不足。其实写时拷贝的意思就是： 当你读取到这个空间的时候，并不会开辟出一个一模一样的空间出来给你，当你真正需要拷贝的时候，那么他就会开辟出空间给你。也就是拖延版的深拷贝。

写时拷贝技术是通过"引用计数"实现的，在分配空间的时候多分配4个字节，用来记录有多少个指针指向块空间，当有新的指针指向这块空间时，引用计数加一，当要释放这块空间时，引用计数减一(假装释放)，直到引用计数减为0时才真的释放掉这块空间。当有的指针要改变这块空间的值时，再为这个指针分配自己的空间(注意这时引用计数的变化，旧的空间的引用计数减一，新分配的空间引用计数加一)。

写时拷贝的实用：实现一个string类

class String 
{ 
public: 
 String(const char *str = "") 
 :_str(new char[strlen(str) + 1 + 4]) 
 { 
 cout << "Sring()" << endl; 
 _str += 4;    //前4个字节用来存放引用计数 
 GetCount() = 1;   //引用计数的初始值设置成1 
 strcpy(_str, str); 
 } 
 
 String(String& s) 
 :_str(s._str) 
 { 
 cout << "Sring(String&)" << endl; 
 GetCount()++; 
 } 
 
 String& operator=(String& s) 
 { 
 cout << "Sring& operator=" << endl; 
 
 if (this != &s) 
 { 
  Release(); 
  _str = s._str; 
  GetCount()++; 
 } 
 return *this; 
 } 
 
 ~String() 
 { 
 cout << "~Sring()" << endl; 
 Release(); 
 } 
public: 
 char& operator[](size_t index) 
 { 
 if (GetCount() == 1)   //如果计数器为1，则直接返回 
 { 
  return _str[index]; 
 } 
 GetCount()--; 
 char *tmp = _str; 
 _str = new char[strlen(tmp) + 1 + 4]; 
 _str += 4; 
 strcpy(_str, tmp); 
 GetCount() = 1; 
 return _str[index]; 
 } 
private: 
 int& GetCount() 
 { 
 return *(int *)(_str - 4); 
 } 
 void Release() 
 { 
 if (--GetCount() == 0) 
 { 
  cout << "释放" << endl; 
  delete[](_str - 4); //注意释放的时候还有 存放引用计数的4个字节 
  _str = NULL; 
 } 
 } 
private: 
 char *_str; 
}; 

这里有一个问题呢~，C++标准的确就是这样的，C++标准认为，当你通过迭代器或[]获取到string的内部地址的时候，string并不知道你将是要读还是要写。这是它无法确定，为此，当你获取到内部引用后，为了避免不能捕获你的写操作，它在此时废止了写时才拷贝技术。

这样看来我们在使用写时拷贝的时候，一定要注意，如果你不需要对string的内部进行修改，那你就千万不要使用通过[]操作符和迭代器去获取字符串的内部地址引用，如果你一定要这么做，那么你就必须要付出代价。当然，string还提供了一些使迭代器和引用失效的方法。比如说push_back，等， 你在使用[]之后再使用迭代器之后，引用就有可能失效了。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对猪先飞的支持。