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C++深淺拷貝及簡(jiǎn)易string類實(shí)現(xiàn)方式

 更新時(shí)間:2023年02月05日 15:20:40   作者:安河橋畔  
這篇文章主要介紹了C++深淺拷貝及簡(jiǎn)易string類實(shí)現(xiàn)方式,具有很好的參考價(jià)值,希望對(duì)大家有所幫助。如有錯(cuò)誤或未考慮完全的地方,望不吝賜教

三種拷貝方式

淺拷貝

對(duì)于自定義的string類,如果不顯式定義拷貝構(gòu)造函數(shù),編譯器會(huì)默認(rèn)生成拷貝構(gòu)造函數(shù),此時(shí)的拷貝方式是淺拷貝,兩個(gè)對(duì)象會(huì)公用一塊兒內(nèi)存,析構(gòu)時(shí)同一空間被釋放兩次,會(huì)導(dǎo)致程序崩潰。

賦值運(yùn)算符重載也會(huì)產(chǎn)生同樣的問(wèn)題,同時(shí),由于被賦值對(duì)象原來(lái)有空間,淺拷貝還會(huì)導(dǎo)致舊的空間無(wú)法找到,造成內(nèi)存泄漏。

深拷貝

類中設(shè)計(jì)到資源的管理,拷貝構(gòu)造函數(shù)、賦值運(yùn)算符重載以及析構(gòu)函數(shù)都要顯示給出,按照深拷貝的方式。

深拷貝的方式讓每個(gè)對(duì)象都獨(dú)立擁有一份資源,不會(huì)造成多次釋放導(dǎo)致程序崩潰的問(wèn)題。

寫時(shí)拷貝

寫時(shí)拷貝是通過(guò)淺拷貝+引用計(jì)數(shù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,引用計(jì)數(shù)是用來(lái)記錄資源的被引用的次數(shù),

可以將這種寫時(shí)拷貝的機(jī)制想象成“拖延癥”,只有當(dāng)不得不進(jìn)行拷貝時(shí),才會(huì)開辟新空間進(jìn)行拷貝

VS與GCC中的拷貝方式

Windows VS2022

VS中采用的是深拷貝的方式

Linux GCC

GCC編譯器采用的是寫時(shí)拷貝的方式

簡(jiǎn)易string類

簡(jiǎn)易string類主要實(shí)現(xiàn)四個(gè)功能,即構(gòu)造函數(shù)、拷貝構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)、賦值運(yùn)算符重載,主要考察深淺拷貝

實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易string類有兩種代碼風(fēng)格,一種傳統(tǒng)版寫法,代碼復(fù)用性第,可讀性較好;另一種稱為現(xiàn)代版寫法,代碼復(fù)用性高,但是較難理解。

傳統(tǒng)版寫法的string類

構(gòu)造函數(shù)

步驟:

  • 判斷是否為空指針,string類不允許nullptr構(gòu)造對(duì)象
  • 申請(qǐng)新空間
  • 將字符串中的值拷貝到申請(qǐng)的空間
string(const char* str = "")
{
	if (nullptr == str)
	{
		assert(false);
		return;
	}
	//+1是因?yàn)橛?\0',strcpy會(huì)將源字符串中的'\0'拷貝到目標(biāo)空間
	_str = new char[strlen(str) + 1];
	strcpy(_str, str);
}

拷貝構(gòu)造函數(shù)

步驟:

  • 開辟空間
  • 用源對(duì)象的_str給當(dāng)前對(duì)象的_str賦值
string(const string& s)
	:_str(new char[strlen(s._str) + 1])
{
	strcpy(_str, s._str);
}

賦值運(yùn)算符重載

步驟:

  • 判斷是否自己給自己賦值
  • 開辟新空間
  • 拷貝元素
  • 刪除舊空間
string& operator=(const string& s)
{
	//避免自己給自己賦值
	if (this != &s)
	{
		char* temp = new char[strlen(s._str) + 1];
		strcpy(temp, s._str);
		delete[] _str;
		_str = temp;
	}
	return *this;
}

另一種寫法

這種寫法不用定義臨時(shí)變量,代碼相對(duì)簡(jiǎn)潔一點(diǎn),但是如果new申請(qǐng)空間失敗,舊的空間也無(wú)法找到。

析構(gòu)函數(shù)

步驟:

  • 釋放空間
  • 將指針置為空
~string()
{
?? ?if (_str)
?? ?{
?? ??? ?delete[]_str;
?? ??? ?_str = nullptr;
?? ?}
}

 

現(xiàn)代版寫法string類

構(gòu)造函數(shù)

string(const char* str = "")
{
	if (str == nullptr)
	{
		assert(false);
	}
	_str = new char[strlen(str) + 1];
	strcpy(_str, str);
}

拷貝構(gòu)造函數(shù)

拷貝構(gòu)造函數(shù)中利用構(gòu)造函數(shù),實(shí)現(xiàn)了代碼的復(fù)用

步驟:

  • 在初始化列表中將_str置為空
  • 定義一個(gè)臨時(shí)的string類對(duì)象,指向要拷貝的對(duì)象相同位置
  • 交換臨時(shí)對(duì)象與當(dāng)前對(duì)象的_str
string(const string& s)
	:_str(nullptr)
{
	//調(diào)用構(gòu)造函數(shù)
	string temp(s._str);
	//交換以后temp指向空,函數(shù)退出后被銷毀
	swap(_str, temp._str);
}

賦值運(yùn)算符重載函數(shù)

步驟:

  • 判斷是否為自己給自己賦值
  • 調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù)定義臨時(shí)變量
  • 交換臨時(shí)變量與當(dāng)前對(duì)象的_str
string& operator=(string& s)
{
	if (this != &s)
	{
		string temp(s);
		swap(_str, s._str);
	}
	return *this;
}

更簡(jiǎn)潔的寫法:

string& operator=(string s)
{
	//傳參調(diào)用拷貝構(gòu)造函數(shù),不用判斷是否給自己賦值
	swap(_str, s._str);
	return *this;
}

析構(gòu)函數(shù)

~string()
{
	if (_str)
	{
		delete[] _str;
		_str = nullptr;
	}
}

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。

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