QString 写时拷贝简介

在 Qt 中，QString 实现了 写时拷贝（Copy-on-Write，COW） 机制，也叫做 隐式共享（Implicit Sharing）。

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一、什么是写时拷贝？

写时拷贝是一种 优化内存使用和性能 的技术：

• 多个对象共享同一份数据（例如字符串内容）。
• 当某个对象要修改数据时，才会真正复制一份数据（即“写时”才“拷贝”）。
• 避免了不必要的内存分配和复制操作。

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二、QString 的工作机制

Qt 的 QString 是 值类型（像 int、double 一样可以复制），但内部通过共享数据指针来实现优化。

示例代码：

QString a = "hello";
QString b = a;  // 并不会立即拷贝字符串内容，a 和 b 共用一份数据b[0] = 'H';     // b 要修改字符串，触发“写时拷贝”，此时才分离数据qDebug() << a;  // 输出 "hello"
qDebug() << b;  // 输出 "Hello"

在这段代码中：

• b = a 不会触发内存拷贝；
• b[0] = 'H' 这行才真正复制字符串内容并分配新内存。

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三、内部实现简要说明

Qt 中使用了一个叫做 引用计数 的机制：

• 每个 QString 底层共享一个 QStringData（实际存储内容）；

• 每次复制时，引用计数加一；

• 当某个实例要修改数据时：

  • 如果引用计数 > 1，表示还有其他对象在用；
  • 此时它会创建一份新的副本（深拷贝）；
  • 原来的那份仍由其他对象共享。

Qt 用了宏 Q_DECLARE_SHARED(QString) 和 QSharedData 相关机制实现了这个行为。

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四、好处与注意点

✅ 优点：

• 节省内存；
• 提高性能；
• 对开发者透明，用起来像值类型，性能上接近指针/引用。

⚠️ 注意：

• QString 是线程安全的 只读访问 是安全的；
• 多线程写操作必须加锁或用副本。

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总结

特性	QString 写时拷贝行为
拷贝	快速，共享数据
修改	检查引用计数，必要时复制
性能优化	减少内存分配与数据复制
对开发者透明	像值类型一样使用

如果你想验证某次操作是否发生了深拷贝，可以使用：

qDebug() << QString::fromRawData(a.constData(), a.size()) == a;  // 判断数据是否共享