Cstring 内存分配机制

最新推荐文章于 2023-09-26 04:06:39 发布

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CString比起STL的string来说，有很多方便的地方。许多有经验的作者在他们的文章里都写过，string是一个很好用的类型，但是往往MFC程序里的许多BUG就是它引起的，典型的漏洞有：缓冲溢出、内存泄漏等。而且这些BUG都是致命的，会造成系统的瘫痪。因此C++里就专门的做了一个类用来维护字符串指针。标准C++里的字符串类是string，在microsoft MFC类库中使用的是CString类。通过字符串类，可以大大的避免C中的关于字符串指针的那些问题。跟我一起来了解一下你经常用到的CString吧！ Microsoft MFC中的CString是如何实现的，最好是拿它的代码过来直接分析。MFC里的关于CString的类的实现大部分在strcore.cpp中。

struct CStringData

{

long nRefs; // reference count

int nDataLength; // length of data (including terminator)

int nAllocLength; // length of allocation

// TCHAR data[nAllocLength]

TCHAR* data() // TCHAR* to managed data

{ return (TCHAR*)(this+1); }

};

上面的代码就是CString类中专门定义的结构体，用来保存CString的必要的元素，从中我们可以看到，CString并非string类型的一个简单的指针。 CString有很多与众不同的特色，它的结构体内有一个用来存放字符串的缓冲区，并有一个指针指向这个缓冲区，既LPTSTR m_pchData。大家都知道，CString不象其他数据类型，它似乎是没有长度限制的，为什么呢？因为CString并非是你赋予多大长度的字符串就占有多大的内存空间。它的空间分配机制是事先申请一个比较大的内存空间来存放字符串，在以后的操作中如果字符串超出了这个内存区域，它才会先释放原先的内存区域，重新申请一个更大的内存空间。同样，如果字符串变短了，它也不是立即释放多余空间，而是累积到了一定程度才释放。这样实现了“无长度限制”，又避免了频繁的申请、释放内存的操作。 CString的另外一个特色就是“写入复制技术(CopyBeforeWrite)”。当使用一个CString对象A来初始化另外一个CString对象B时，B并不会被分配空间，而是将自己的指针指向对象A的存储空间。除非对两个中的某个做修改时，才会为对象B申请内存。如此看来，这些特性又是如何实现的呢？可以肯定的是，这需要很多附加信息的支持，而非仅仅只有一个指针这么简单。
根据前面的结构代码，我们可以得知：
有一个变量来描述当前内存块的总的大小。一个变量来描述当前内存块已经使用的情况。也就是当前字符串的长度。一个变量来描述该内存块被其他Cstring引用的情况。有一个对象引用该内存块，就将该数值加一。好了，我们了解了很多关于CString的特性了，但是刚刚我们讨论的不过只是CString内部的内存块头部而已。真正的字符串数据存放在这个头部结构体的后面呢！让我们看看实际上整个CString是如何分配到内存空间的吧：

pData = (CStringData*) new BYTE[sizeof(CStringData) + (nLen+1)*sizeof(TCHAR)];

pData->nAllocLength = nLen;

在Cstring内部的内存块头部，放置的是该结构体。从该内存块头部开始的sizeof(CstringData)个BYTE后才是真正的用于存放字符串的内存空间。其中nLen是用于说明需要一次性申请的内存空间的大小的。举个例子说明比较清楚，例如我们要保存一个256*TCHAR长度的CString串，那么它的实际内存空间是：
sizeof(CstringData)*BYTE+(256+1)*TCHAR
其中，sizeof(CstringData)*BYTE是CString中的那个结构头的大小，后面(256+1)*TCHAR才是真正的字符串所占的空间。呵呵，又有疑问了吧，怎么要加一呢？’/n’用的呢！好了，CString的好处我们都能够看到或者推测到了，必然的，它也肯定存在某些问题或者缺点。从它这种特殊的存贮结构我们就不难推测出它的缺点：当我们修改后面那一部分字符串内容时，同时必须更新其“头”中的CstringData:: nDataLength。会不会有这个变量与字符串实际长度不匹配的时候呢？回答是肯定的。例如：

CString str("This is the string A");

int nOldLen = str.GetLength();

char* pstr = str.GetBuffer( nOldLen );

strcpy( pstr, "modified" );

int nNewLen = str.GetLength();

依次执行上面这几行代码，你发现了什么了吗？第二行和第五行都是取得str的长度，长度都是20，但是，str的字符串内容还一样吗？很明显，nNewLen已经与当时的str的实际长度不符和了。

修改为这样就可以了：

CString str("This is the string A");

int nOldLen = str.GetLength();

char* pstr = str.GetBuffer( nOldLen );

strcpy( pstr, "modified" );

str.ReleaseBuffer();

int nNewLen = str.GetLength();

If you use the pointer returned by GetBuffer to change the string contents, you must callReleaseBuffer before using any other CString member functions.

这句话是MSDN对这个问题的解释，呵呵，所以使用CString要注意了。肯定的，ReleaseBuffer函数里面必然有更新nDataLength的语句。好了，相信CString类型或者其他还有许多另外的优缺点，各位在工作实践中只要多留心就可以发现了。

转载声明：本文转自http://blog.youkuaiyun.com/liuliu20036/article/details/2997899