詳解C++中String類模擬實現(xiàn)以及深拷貝淺拷貝
在C語言中/C++中，字符串是一個應(yīng)用很廣泛的類型，也是很基礎(chǔ)的類型，C語言并沒有直接處理字符串的操作而是采用字符指針和字符串數(shù)組進行操作，而在C++中標準庫為我們封裝了一個字符串的類供我們使用，使用需要#inlcude <string>頭文件。我們也可以自己模擬實現(xiàn)一個簡單的String類。
在模擬實現(xiàn)String類的過程中，不可避免的會遇到深拷貝淺拷貝的問題，下面就深拷貝淺拷貝做一個簡介。所謂深拷貝淺拷貝，簡單來說就是淺拷貝只是簡單的將值拷貝過來，用一個對象初始化另一個對象，只復(fù)制了成員，并沒有復(fù)制資源，使兩個對象同時指向了同一資源的。而深拷貝則是將資源和值一塊拷貝過來，此時兩個對象各自占用資源，盡管值相同，但是互不影響。
下面通過代碼進行對比：
//淺拷貝 class String { public: String(const char* s = "") { if (NULL == s) { _pStr = new char[1]; *_pStr = '/0'; } else { _pStr = new char[strlen(s) + 1]; strcpy(_pStr, s); } } String(const String& s) { _pStr = s._pStr; } String& operator=(const String& s) { if (this != &s) { _pStr = s._pStr; } return *this; } ~String() { if (NULL != _pStr) { delete[] _pStr; _pStr = NULL; } } private: char* _pStr; }; //深拷貝 class String { public: String(const char* s = "") { if (NULL == s) { _pStr = new char[1]; *_pStr = '/0'; } else { _pStr = new char[strlen(s) + 1]; strcpy(_pStr, s); } } String(const String& s) : _pStr(new char[strlen(s._pStr) + 1]) { strcpy(_pStr, s._pStr); } String& operator=(const String& s) { if (this != &s) { //先申請空間將s的內(nèi)容拷貝到一個臨時變量再去釋放原有的空間 char* temp = new char[strlen(s._pStr) + 1];//防止申請空間失敗連原有的空間都沒了 strcpy(temp, s._pStr); delete[] _pStr; _pStr = NULL; _pStr = temp; } return *this; } ~String() { if (NULL != _pStr) { delete[] _pStr; _pStr = NULL; } } private: char* _pStr; }; 
由圖可以看出，淺拷貝使得多個對象指向一塊空間，然而當最后析構(gòu)的時候，比如c先釋放空間，而a，b卻不知道還要釋放空間便會產(chǎn)生重復(fù)釋放同一內(nèi)存的錯誤。為此，我們可以對淺拷貝進行一個優(yōu)化，例如在私有成員中加入一個int*
pCount來標記一塊空間被幾個對象占用，當只有一個對象占用如果進行析構(gòu)便可釋放空間，否則只對*pCount--。
//淺拷貝優(yōu)化--帶有計數(shù)版本的String類，用指針指向計數(shù)的空間 class String { public: String(const char* s = "") : _pCount(new int(1)) { if (NULL == s) { _pStr = new char[1]; *_pStr = '/0'; } else { _pStr = new char[strlen(s) + 1]; strcpy(_pStr, s); } } String(const String& s) { _pStr = s._pStr; _pCount = s._pCount; (*_pCount)++; } String& operator=(const String& s) { if (this != &s) { if (--(*_pCount) == 0) { delete[] _pStr; delete _pCount; } _pStr = s._pStr; _pCount = s._pCount; (*_pCount)++; } return *this; } ~String() { if (NULL != _pStr && --(*_pCount) == 0) { delete[] _pStr; delete _pCount; } _pCount = NULL; _pStr = NULL; } private: char* _pStr; int* _pCount; }; 最后再給出一種深拷貝的簡潔版本，通過調(diào)用swap來簡化操作，代碼如下：
//深拷貝的簡潔寫法 class String { public: String(const char* s = "") { if (NULL == s) { _pStr = new char[1]; *_pStr = '/0'; } else { _pStr = new char[strlen(s) + 1]; strcpy(_pStr, s); } } String(String& s) :_pStr(NULL)//必須對_pStr初始化，防止釋放隨機值的空間 { String temp(s._pStr); swap(_pStr, temp._pStr); } String& operator=(String& s) { if (this != &s) { swap(_pStr, s._pStr); } return *this; } ~String() { if (NULL != _pStr) { delete[] _pStr; _pStr = NULL; } } private: char* _pStr; }; 如有疑問請留言或者到本站社區(qū)交流討論，感謝閱讀，希望能幫助到大家，謝謝大家對本站的支持！
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