C++STL标准模板库——string类的深浅拷贝

雨点打透心脏的1/2处 2022-11-15 11:56 227阅读 0赞

# 一、深拷贝VS浅拷贝 #

面试官总喜欢让面试者实现一个string类，最主要实现的string类的构造、拷贝构造、赋值运算符重载以及析构函数。但是如果我们只实现一部分功能，其它采用编译器默认实现的功能，就涉及到了深浅拷贝问题，如下我们实现一段string代码

//string浅拷贝
    namespace leon
    {
        
    	class string
    	{
        
    	public:
    		//string构造函数
    		string(const char* str = "")
    		{
        
    			assert(str);	//如果str为nullptr直接报错
    			_str = new char[strlen(str) + 1];
    			strcpy(_str, str);
    		}
    
    		~string()
    		{
        
    			if (_str)
    			{
        
    				delete[] _str;
    				_str = nullptr;
    			}
    		}
    
    	private:
    		char *_str;
    
    	};
    }
    
    void Teststring1()
    {
        
    	leon::string s1("hello");
    	leon::string s2(s1);
    }

## 1.1 浅拷贝 ##

![44160fe91508aeb5f061f55442cf50e9.png][]

上述string类没有显式定义其拷贝构造函数与赋值运算符重载，此时编译器会合成默认的，当用s1构造s2时，编译器会调用默认的拷贝构造。最终导致的问题是，**s1、s2共用同一块内存空间，在释放时同一块  
空间被释放多次而引起程序崩溃，这种拷贝方式，称为浅拷贝** 。

### Q1：什么是浅拷贝？ ###

当一个对象构造另一个对象（一个对象给另一个对象赋值时），后者的指针类型成员指向前者指针类型成员指向的空间，当析构这两个对象时，会对同一块空间重复释放。

### Q2：什么是深拷贝？ ###

当一个对象构造另一个对象（一个对象给另一个对象赋值的时候），被赋值对象的指针类型成员指向新开辟的一块空间，新空间指向的内容和赋值对象指向的内容相同。

解决浅拷贝一种方式就是引入深拷贝。

## 1.2 深拷贝 ##

如果一个类中涉及到资源的管理，其拷贝构造函数、赋值运算符重载以及析构函数必须要显式给出。一般情况都是按照深拷贝方式提供。

我们显式定义拷贝构造函数

string(const string& s)
    {
        
        _str = new char[strlen(s._str) + 1];
        strcpy(_str, s._str);
    }

![eef9253864261a0d7cae6156e91b1057.png][]

### <1> 模拟实现string(传统写法) ###

class string {
        
    	public:
    		string(const char* str = "")
    		{
        
    			if (nullptr == str)
    			{
        
    				assert(false);
    				return;
    			}
    			//开辟和str一样的空间，并拷贝赋值，strcpy会拷贝'\0'
    			_str = new char[strlen(str) + 1];
    			strcpy(_str, str);
    		}
    
    		string(const string& s)
    			:_str(new char[strlen(s._str) + 1])
    		{
        
    			strcpy(_str, s._str);
    		}
    
    		string& operator=(const string& s)
    		{
        
    			if (this != &s)
    			{
        
    				char* pStr = new char[strlen(s._str) + 1];
    				strcpy(pStr, s._str);
    				delete[] _str;
    				_str = pStr;
    			}
    
    			return *this;
    		}
    
    		~string()
    		{
        
    			if (_str)
    			{
        
    				delete[] _str;
    				_str = nullptr;
    			}
    		}
    
    	private:
    		char* _str;
    	};

### <2> 模拟实现string(现代写法) ###

class string {
        
    	public:
    		string(const char* str = "")
    		{
        
    			if (nullptr == str)
    			{
        
    				assert(false);
    				return;
    			}
    			//开辟和str一样的空间，并拷贝赋值，strcpy会拷贝'\0'
    			_str = new char[strlen(str) + 1];
    			strcpy(_str, str);
    		}
    
    		string(const string& s)
    		{
        
    			string strtmp(s._str);
    			std::swap(_str, strtmp._str);
    		}
    
    		string& operator=(string s)
    		{
        
    			std::swap(_str, s._str);
    			return *this;
    		}
    
    		~string()
    		{
        
    			if (_str)
    			{
        
    				delete[] _str;
    				_str = nullptr;
    			}
    		}
    
    	private:
    		char* _str;
    	};

[44160fe91508aeb5f061f55442cf50e9.png]: /images/20221022/72c777c3c57f4bb69af749ed571095b0.png
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