深拷贝与浅拷贝

浅拷贝：

也称位拷贝，编译器只是将对象中的值拷贝过来。如果对象中管理资源，最后就会导致多个对象共享同一份资源，当一个对象销毁时就会将该资源释放掉，而此时另一些对象不知道该资源已经被释放，以为还有效，所以当继续对资源进项操作时，就会发生发生了访问违规。

就像一个家庭中有两个孩子，但父母只买了一份玩具，两个孩子愿意一块玩，则万事大吉，万一不想分享就你争我夺，玩具损坏。

可以采用深拷贝解决浅拷贝问题，即： 每个对象都有一份独立的资源，不要和其他对象共享 。父母给每个孩子都买一份玩具，各自玩各自的就不会有问题了

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。

（下图来源于网图）

 

写时拷贝(了解)

写时拷贝就是一种拖延症，是在浅拷贝的基础之上增加了引用计数的方式来实现的。

引用计数：用来记录资源使用者的个数。在构造时，将资源的计数给成 1 ，每增加一个对象使用该资源，就给计数增加1 ，当某个对象被销毁时，先给该计数减 1 ，然后再检查是否需要释放资源，如果计数为 1 ，说明该对象时资源的最后一个使用者，将该资源释放；否则就不能释放，因为还有其他对象在使用该资源。

模拟实现

准备

namespace frog

{

  class string

  {

  public:

    typedef char* iterator;

  public:

    string(const char* str = "")；

    string(const string& s)；

    string& operator=(const string &s)；

    ~string()；

    //

    // iterator

    iterator begin()；

    iterator end()；

    /

    // modify

    void push_back(char c);

    string& operator+=(char c);

    void append(const char* str);

    string& operator+=(const char* str);

    void clear();

    void swap(string& s);

    const char* c_str()const;

    /

    // capacity

    size_t size()const

    size_t capacity()const

    bool empty()const

    void resize(size_t n, char c = '\0');

    void reserve(size_t n);

    /

    // access

    char& operator[](size_t index);

    const char& operator[](size_t index)const;

    /

    //relational operators

    bool operator<(const string& s);

    bool operator<=(const string& s);

    bool operator>(const string& s);

    bool operator>=(const string& s);

    bool operator==(const string& s);

    bool operator!=(const string& s);

    // 返回c在string中第一次出现的位置

    size_t find (char c, size_t pos = 0) const;

    // 返回子串s在string中第一次出现的位置

    size_t find (const char* s, size_t pos = 0) const;

    // 在pos位置上插入字符c/字符串str，并返回该字符的位置

    string& insert(size_t pos, char c);

    string& insert(size_t pos, const char* str);

     

    // 删除pos位置上的元素，并返回该元素的下一个位置

    string& erase(size_t pos, size_t len);

  private:

    char* _str;

    size_t _capacity;

    size_t _size;

  }

}；

完整代码 

#pragma once
#include<iostream>
#include<string>
#include<assert.h>
namespace bit{class string{public:typedef char* iterator;typedef char* iterator;typedef const char* const_iterator;public:string(const char* str = ""):_size(strlen(str)), _capacity(_size){_str = new char[_capacity + 1];strcpy(_str, str);}string(const string& s){_str = new char[s._capacity+1];strcpy(_str, s._str);_size = s._size;_capacity = s._capacity;}iterator begin(){return _str;}iterator end(){return _str + _size;}const_iterator begin() const{return _str;}const_iterator end() const{return _str + _size;}string& operator=(const string& s){if (this != &s){char* tmp = new char[s._capacity + 1];strcpy(tmp, s._str);delete[] _str;_str = tmp;_size = s._size;_capacity = s._capacity;}}~string(){delete[] _str;_str = nullptr;_size = _capacity = 0;}void swap(string& s){std::swap(_str, s._str);std::swap(_size, s._size);std::swap(_capacity, s._capacity);}string& operator=(string tmp){swap(tmp);return *this;}char& operator[](size_t pos){assert(pos < _size);return _str[pos];}const char& operator[](size_t pos) const{assert(pos < _size);return _str[pos];}size_t capacity() const{return _capacity;}size_t size() const{return _size;}const char* c_str() const{return _str;}void reserve(size_t n){if (n > _capacity){char* tmp = new char[n + 1];strcpy(tmp, _str);delete[] _str;_str = tmp;_capacity = n;}}void resize(size_t n, char ch = '\0'){if (n <= _size){_str[n] = '\0';_size = n;}else{reserve(n);while (_size < n){_str[_size] = ch;++_size;}_str[_size] = '\0';}}size_t find(char ch, size_t pos = 0){for (size_t i = pos; i < _size; i++){if (_str[i] == ch){return i;}}return npos;}size_t find(const char* sub, size_t pos = 0){const char* p = strstr(_str + pos, sub);if (p){return p - _str;}else{return npos;}}string substr(size_t pos, size_t len = npos){string s;size_t end = pos + len;if (len == npos || pos + len >= _size) {len = _size - pos;end = _size;}s.reserve(len);for (size_t i = pos; i < end; i++){s += _str[i];}return s;}void push_back(char ch){if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}_str[_size] = ch;++_size;_str[_size] = '\0';}void append(const char* str){size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}strcpy(_str + _size, str);_size += len;}string& operator+=(char ch){push_back(ch);return *this;}string& operator+=(const char* str){append(str);return *this;}void insert(size_t pos, char ch){assert(pos <= _size);if (_size == _capacity){reserve(_capacity == 0 ? 4 : _capacity * 2);}// 17:17size_t end = _size + 1;while (end > pos){_str[end] = _str[end - 1];--end;}_str[pos] = ch;_size++;}void insert(size_t pos, const char* str){assert(pos <= _size);size_t len = strlen(str);if (_size + len > _capacity){reserve(_size + len);}// 挪动数据int end = _size;while (end >= (int)pos){_str[end + len] = _str[end];--end;}strncpy(_str + pos, str, len);_size += len;}void erase(size_t pos, size_t len = npos){assert(pos < _size);if (len == npos || pos + len >= _size){_str[pos] = '\0';_size = pos;}else{size_t begin = pos + len;while (begin <= _size){_str[begin - len] = _str[begin];++begin;}_size -= len;}}bool operator<(const string& s) const{return strcmp(_str, s._str) < 0;}bool operator==(const string& s) const{return strcmp(_str, s._str) == 0;}bool operator<=(const string& s) const{return *this < s || *this == s;}bool operator>(const string& s) const{return !(*this <= s);}bool operator>=(const string& s) const{return !(*this < s);}bool operator!=(const string& s) const{return !(*this == s);}void clear(){_str[0] = '\0';_size = 0;}private:char* _str;size_t _size;size_t _capacity;public:const static size_t npos;};const size_t string::npos = -1;}