C++深浅拷贝及简易string类实现方式
作者：安河桥畔
这篇文章主要介绍了C++深浅拷贝及简易string类实现方式，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教
三种拷贝方式
浅拷贝
对于自定义的string类，如果不显式定义拷贝构造函数，编译器会默认生成拷贝构造函数，此时的拷贝方式是浅拷贝，两个对象会公用一块儿内存，析构时同一空间被释放两次，会导致程序崩溃。
赋值运算符重载也会产生同样的问题，同时，由于被赋值对象原来有空间，浅拷贝还会导致旧的空间无法找到，造成内存泄漏。
深拷贝
类中设计到资源的管理，拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数都要显示给出，按照深拷贝的方式。
深拷贝的方式让每个对象都独立拥有一份资源，不会造成多次释放导致程序崩溃的问题。
写时拷贝
写时拷贝是通过浅拷贝+引用计数的方式来实现的，引用计数是用来记录资源的被引用的次数，
可以将这种写时拷贝的机制想象成“拖延症”，只有当不得不进行拷贝时，才会开辟新空间进行拷贝
VS与GCC中的拷贝方式
Windows VS2022
VS中采用的是深拷贝的方式
Linux GCC
GCC编译器采用的是写时拷贝的方式
简易string类
简易string类主要实现四个功能，即构造函数、拷贝构造函数、析构函数、赋值运算符重载，主要考察深浅拷贝
实现简易string类有两种代码风格，一种传统版写法，代码复用性第，可读性较好；另一种称为现代版写法，代码复用性高，但是较难理解。
传统版写法的string类
构造函数
步骤：
- 判断是否为空指针，string类不允许nullptr构造对象
- 申请新空间
- 将字符串中的值拷贝到申请的空间
string(const char* str = "")
{
if (nullptr == str)
{
assert(false);
return;
}
//+1是因为有'\0'，strcpy会将源字符串中的'\0'拷贝到目标空间
_str = new char[strlen(str) + 1];
strcpy(_str, str);
}
拷贝构造函数
步骤：
- 开辟空间
- 用源对象的_str给当前对象的_str赋值
string(const string& s)
:_str(new char[strlen(s._str) + 1])
{
strcpy(_str, s._str);
}
赋值运算符重载
步骤：
- 判断是否自己给自己赋值
- 开辟新空间
- 拷贝元素
- 删除旧空间
string& operator=(const string& s)
{
//避免自己给自己赋值
if (this != &s)
{
char* temp = new char[strlen(s._str) + 1];
strcpy(temp, s._str);
delete[] _str;
_str = temp;
}
return *this;
}
另一种写法
这种写法不用定义临时变量，代码相对简洁一点，但是如果new申请空间失败，旧的空间也无法找到。
析构函数
步骤：
- 释放空间
- 将指针置为空
~string()
{
if (_str)
{
delete[]_str;
_str = nullptr;
}
}
现代版写法string类
构造函数
string(const char* str = "")
{
if (str == nullptr)
{
assert(false);
}
_str = new char[strlen(str) + 1];
strcpy(_str, str);
}
拷贝构造函数
拷贝构造函数中利用构造函数，实现了代码的复用
步骤：
- 在初始化列表中将_str置为空
- 定义一个临时的string类对象，指向要拷贝的对象相同位置
- 交换临时对象与当前对象的_str
string(const string& s)
:_str(nullptr)
{
//调用构造函数
string temp(s._str);
//交换以后temp指向空，函数退出后被销毁
swap(_str, temp._str);
}
赋值运算符重载函数
步骤：
- 判断是否为自己给自己赋值
- 调用拷贝构造函数定义临时变量
- 交换临时变量与当前对象的_str
string& operator=(string& s)
{
if (this != &s)
{
string temp(s);
swap(_str, s._str);
}
return *this;
}
更简洁的写法：
string& operator=(string s)
{
//传参调用拷贝构造函数，不用判断是否给自己赋值
swap(_str, s._str);
return *this;
}
析构函数
~string()
{
if (_str)
{
delete[] _str;
_str = nullptr;
}
}
总结
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。