C++引用计数原理以及简易版引用技数String的实现（二）

最新推荐文章于 2024-11-05 13:12:26 发布

qls315

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分类专栏：计算机系统 C++基础知识总结文章标签： c++ c语言后端

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本文探讨了C++中引用计数String类的问题，即通过operator[]修改字符串时，如何避免影响所有引用者。通过引入共享标志和副本创建机制，确保了独立修改的可能。

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在C++引用计数原理以及简易版引用技数String的实现中，实现了一个简单的引用计数的String，并且也实现了operator []方法。

下面考虑这样一种情景：

 RcString s1 = "hello";
   char* p = &s1[1];
   RcString s2 = s1;
   *p = 'x';

上述代码 *p = 'x'同时修改了s1和s2, 而意图是仅仅修改s1, 那么如何解决这种问题呢？

首先我们分析：为什么*p = 'x' 会导致s1和s2同时被修改呢？

由RcString的operator[] 重载的方法可知，s1[1]调用了non-const operator[] 而该方法返回的是同一个Stringvalue的内容的引用。因此会产生共享对象的修改被所有拥有者所见。

那么解决上述问题呢？

问题既然出现在operator[]，因此我们的着手点便也在该函数。当我们调用non-cosnt []函数时，便使共享值不在被其拥有者共享，然后拷贝一个副本至被修改的拥有者，便可以解决这个问题。为此，需要为每个Stringvalue对象增加一个标志，表示该对象是否被共享。只要non-const operator[]被调用便清除该标记，该标记一旦被清除便永远不会恢复。

因此新的RcString定义如下：

class RcString {
public:
    RcString(const char* value = "");
    RcString(const RcString& rhs);
    ~RcString();
    RcString& operator=(const RcString& rhs);

    const char& operator[](int index) const {
        return _data->_data_ref[index];
    }

    char& operator[](int index);

    char* get() {
        return _data->_data_ref;
    }

private:
    struct StringValue {
        StringValue(const char* value);
        ~StringValue();
        
        char* _data_ref;
        int _refcount;
        bool _shareable;
    };
    StringValue* _data;
};

RcString::StringValue::StringValue(const char *value) : 
    _refcount(1), _shareable(true) {
    _data_ref = new char[strlen(value) + 1];
    strcpy(_data_ref, value);
}

此时对于RcString的拷贝构造函数，需要将共享标志纳入考虑范围：其实现修正如下：

RcString::RcString(const RcString &rhs)  {
    if (_data->_shareable) {
        _data = rhs._data;
        ++_data->_refcount;
    } else {
        _data = new StringValue(rhs._data->_data_ref);
    }
}

同理，修改的non-const operator[]方法如下：

char & RcString::operator[](int index) {
    if (_data->_refcount > 1) {
        --_data->_refcount;
        _data = new StringValue(_data->_data_ref);
    }
    _data->_shareable = false;
    return _data->_data_ref[index];
}