c++string类(浅拷贝,深拷贝,写实拷贝的优点和缺陷)

本文详细介绍了C++中的string类,特别是浅拷贝、深拷贝和写时拷贝(Copy On Write, COW)的概念。通过实例展示了浅拷贝可能导致的多次析构问题以及不同编译器的行为差异。同时,文章探讨了深拷贝在解决浅拷贝问题的同时引入的新问题,并分析了写时拷贝的两种实现方式及其优缺点。最后指出,C++11以后的标准已不再推荐使用COW技术。" 126140566,9339276,英飞凌AURIX GPIO详解及应用,"['嵌入式开发', '英飞凌', 'AURIX']

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前言

楼主现在大三,鉴于年后想找一个实习,故寒假在家复习一些学过的知识点,前几天看到一篇关于string类的文章,细读之后,发现我还是有许多遗漏的地方,经过这几天的学习,想通过这篇文章,将有关string类的东西都记录一下。

重点介绍:

  1. 浅拷贝
  2. 深拷贝
  3. 写时拷贝
  4. 写时拷贝隐含的问题

下面的文章将会以上面的四点进行展开,至于代码,我会在linux和vs下都跑一下,因为我发现编译器不同。有些问题是不易被发现的。

浅拷贝问题

代码贴一下,然后再解释

/*
* string类的浅拷贝
*/

class String
{
public:
    String()
        :_str(new char[1])
    {
        *_str = '\0';
    }
    String(const char* str)
        :_str(new char[strlen(str) + 1])
    {
        strcpy(_str, str);
    }

    String(const String& str)
        :_str(str._str)
    {}

    String& operator=(const String& str)
    {
        if (this != &str)
        {
            _str = str._str;
        }
        return *this;
    }

    ~String()
    {
        if (_str)
        {
            printf("~String()\n");
            delete[] _str;
            _str = nullptr;
        }
    }
private:
    char* _str;
};

缺点:多个对象指向同一个地址,当析构时,就会出现对同一块内存多次释放的问题。
vs2013:
这里写图片描述
调用两次析构函数,然后程序崩溃了。
linux下:
这里写图片描述
调用两次析构函数,程序运行结束,并没有崩溃。
看源代码可知,浅拷贝存在这种多个对象指向同一块地址的问题,会引发多次析构的问题,然后vs和gcc两个不同的编译器对于这一现象的默认行为是不同的。
询问了一下老师,说对于这种行为,是标准手册中未定义的,则具体的行为由编译器决定。

深拷贝

对于深拷贝,我实现的函数比较多,因为主要目的还是为了复习知识点,一般再面试中,如果面试官让你实现string类也是实现简易的深拷贝,至于为什么不写高大山的COW(Copy On Write)即写时拷贝,下文会提到。

// Sting类的深拷贝实现
class String
{
public:
    String()
        :_str(new char[1])
    {
        *_str = '\0';
    }

    String(const char* str)
        :_str(new char[strlen(str) + 1])
    {
        
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