String类的深拷贝浅拷贝引用计数

在模拟实现String类的过程中，不可避免的会遇到深拷贝浅拷贝的问题，下面就深拷贝浅拷贝做一个简介。

浅拷贝：

也称位拷贝，编译器只是直接将指针的值拷贝过来，结果多个对象共用同一块内存，当 一个对象将这块内存释放掉之后，另一些对象不知道该块空间已经还给了系统，以为还有效，所以在对这段内存进行操作的时候，发生了访问违规。

深拷贝：

深拷贝是指源对象与拷贝对象互相独立，其中任何一个对象的改动都不会对另外一个对象造成影响。将资源和值一块拷贝过来，此时两个对象各自占用资源，尽管值相同，但是互不影响。

//浅拷贝
class String 
{
public:
    String(const char* s = "")
    {
if (NULL == s) 
        {
            _pStr = new char[1];
            *_pStr = '\0';
        }
else
        {
            _pStr = new char[strlen(s) + 1];
strcpy(_pStr, s);
        }
    }
    String(const String& s)
    {
        _pStr = s._pStr;
    }
    String& operator=(const String& s)
    {
if (this != &s) 
        {
            _pStr = s._pStr;
        }
return *this;
    }
    ~String()
    {
if (NULL != _pStr)
        {
delete[] _pStr;
            _pStr = NULL;
        }
    }

private:
char* _pStr;
};

//深拷贝--普通版本
class String 
{
public:
    String(const char* s = "")
    {
if (NULL == s)
        {
            _pStr = new char[1];
            *_pStr = '\0';
        }
else 
        {
            _pStr = new char[strlen(s) + 1];
strcpy(_pStr, s);
        }
    }
    String(const String& s) : _pStr(new char[strlen(s._pStr) + 1])
    {
strcpy(_pStr, s._pStr);
    }
    String& operator=(const String& s)
    {
if (this != &s)
        {   
char* temp = new char[strlen(s._pStr) + 1];
strcpy(temp, s._pStr);
delete[] _pStr;
            _pStr = NULL;
            _pStr = temp;
        }
return *this;
    }
    ~String()
    {
if (NULL != _pStr) 
        {
delete[] _pStr;
            _pStr = NULL;
        }
    }
private:
char* _pStr;
};

//深拷贝--简洁版
class String 
{
public:
    String(const char* s = "")
    {
if (NULL == s) 
        {
            _pStr = new char[1];
            *_pStr = '\0';
        }
else 
        {
            _pStr = new char[strlen(s) + 1];
strcpy(_pStr, s);
        }
    }
    String(String& s) :_pStr(NULL) 
    {
        String temp(s._pStr);
        swap(_pStr, temp._pStr);
    }
    String& operator=(String& s)
    {
if (this != &s) 
        {
            swap(_pStr, s._pStr);
        }
return *this;
    }
    ~String()
    {
if (NULL != _pStr) 
        {
delete[] _pStr;
            _pStr = NULL;
        }
    }
private:
char* _pStr;
};

下面谈一下String类浅拷贝存在的问题

在浅拷贝时，两个对象指向了同一块内存，对象销毁时该空间被释放了两次，程序会崩溃！

下面给出引用计数

//引用计数
class String 
{
public:
    String(const char* s = "")
        : _pCount(new int(1))
    {
if (NULL == s) 
        {
            _pStr = new char[1];
            *_pStr = '\0';
        }
else 
        {
            _pStr = new char[strlen(s) + 1];
strcpy(_pStr, s);
        }
    }
    String(const String& s)
    {
        _pStr = s._pStr;
        _pCount = s._pCount;
        (*_pCount)++;
    }
    String& operator=(const String& s)
    {
if (this != &s) 
        {
if (--(*_pCount) == 0)
            {
delete[] _pStr;
delete _pCount;
            }
            _pStr = s._pStr;
            _pCount = s._pCount;
            (*_pCount)++;
        }
return *this;
    }
    ~String()
    {
if (NULL != _pStr && --(*_pCount) == 0)
        {
delete[] _pStr;
delete _pCount;
        }
        _pCount = NULL;
        _pStr = NULL;
    }

private:
char* _pStr;
int* _pCount;
};

用引用计数实现String类时引用计数使用静态成员变量的原因：

在引用计数引入计数虽然防止了内存被析构释放多次的可能，但是随之带来的却是计数器count的不统一，导致内存无法被释放。为了解决这个问题，所以加入了静态成员变量来保证计数器的统一，来方便后面内存空间的释放。

写时拷贝

//写时拷贝
class String
{
public:
    String(const char *pstr = "")
    {
if (NULL == pstr)
        {
            _pstr = new char[1 + 4];
            *(_pstr + 4) = '\0';
        }
else
        {
            _pstr = new char[strlen(pstr) + 1];
            _pstr += 4;
strcpy(_pstr, pstr);
        }
        getRef() = 1;
    }

    String(const String &s)
        :_pstr(s._pstr)
    {
        ++getRef();
    }

    String& operator=(const String &s)
    {
if (_pstr != s._pstr)
        {
if (0 == --getRef())
            {
delete[](_pstr - 4);
            }
            _pstr = s._pstr;
            ++getRef();
        }
return *this;
    }

char& operator[](size_t index)  
    {
return *(_pstr + index);                                                                              //一空间，则一个改变，另一个也会改变 
    }
const char& operator[](size_t index)const   
    {                                           
return *(_pstr + index);
    }


char& operator[](size_t index)
    {
if ((getRef()>1))
        {
            --getRef();
char* pstr = new char[strlen(_pstr) + 1 + 4];
strcpy(pstr, _pstr);
            _pstr = pstr;
            ++getRef();
        }
return *(_pstr + index);
    }

    ~String()
    {
if (0 == --getRef())
        {
delete[](_pstr - 4);
            _pstr = _pstr - 4;
            _pstr = NULL;
        }
    }
private:
char *_pstr;
int& getRef()
    {
return *((int*)_pstr - 1);
    }
};