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《string 类模拟实现（收尾）：传统与现代写法对比及底层机制探析》

news 2025/10/27 7:37:55

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前言：

一. string的深拷贝：

扩展阅读：

二. 库里面string的底层涉及到一些小小问题

2.1 vs系列：（例如：小明打针，挂水住院）

2.2 g++系列：（例如：小明开药，观察）

三. 写时拷贝(了解)

四. 浅拷贝

五. 深拷贝

六. 接口：

结尾：

前言：

C++ 的 string 类底层实现藏着诸多细节，本文聚焦深拷贝的两种实现方式：传统写法通过内存分配与数据复制完成操作，现代写法则借临时对象与 swap 函数简化逻辑。我们将对比二者差异，解析浅拷贝风险、深拷贝必要性及写时拷贝机制，助你吃透字符串核心原理。

一. string的深拷贝：

知识点：

1. 传统写法和现代写法本质上它们的效率没有区别，只是写法上的区别而已

2. delete和free都可以对空进行释放，不会报错的

string.h

public:string(const string& s);//拷贝构造//string& operator=(const string& s);//赋值重载string& operator=(string s);//赋值重载private://这些变量可以给缺省值char* _str = nullptr;size_t _size = 0;size_t _capacity = 0;

string.cpp

//传统写法
//string s2(s1);
//string::string(const string& s) //拷贝构造
//{
//	_str = new char[s._capacity + 1];
//	//strcpy(_str, s._str);
//	memcpy(_str, s._str, s._size + 1);
//	_size = s._size;
//	_capacity = s._capacity;
//}//s1 = s3;
//string& string::operator=(const string& s) //赋值重载
//{
//	if (this != &s)
//	{
//		char* tmp = new char[s._capacity + 1];
//		//strcpy(tmp, s._str);
//		memcpy(tmp, s._str, s._size + 1);
//		delete[] _str;
//		_str = tmp;
//		_size = s._size;
//		_capacity = s._capacity;
//	}
//	
//	return *this;
//}//现代写法->本质效率没有提升,只是写法不同,更简洁,是另一种思路(代码复用)
string::string(const string& s) //拷贝构造
{string tmp(s._str);swap(tmp);
}//string& string::operator=(const string& s) //赋值重载
//{
//	if (this != &s)
//	{
//		string tmp(s._str);
//		swap(tmp);
//	}//	return *this;
//}string& string::operator=(string tmp) //赋值重载还可以更简洁一些
{swap(tmp);return *this;
}

代码测试：

Test.cpp

namespace bit
{void test_string9(){string s1("hello world");cout << s1 << endl;string s2(s1);cout << s2 << endl;string s3("xxxxxxxxxxxxxxxx");s1 = s3;cout << s1 << endl;cout << s3 << endl;}
}int main()
{try{bit::test_string9();//cout << typeid(bit::string::iterator).name() << endl;//打印出真实的类型//cout << typeid(std::string::iterator).name() << endl;}catch (const exception& e){cout << e.what() << endl;}return 0;
}

大家想写哪种写法（传统写法和现代写法）都可以

扩展阅读：

1. 面试中string的一种正确写法

2. STL中的string类怎么了？

二. 库里面string的底层涉及到一些小小问题

string.h

public:private://char _buff[16];//SBO小对象优化//这些变量可以给缺省值char* _str = nullptr;size_t _size = 0;size_t _capacity = 0;

代码测试：

Test.cpp

int main()
{try{std::string s1;std::string s2("hello world");std::string s3("hello worldxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx");cout << sizeof(s1) << endl;cout << sizeof(s2) << endl;}catch (const exception& e){cout << e.what() << endl;}return 0;
}

vs和g++下string结构的说明：

注意：32位平台下指针占4个字节

2.1 vs系列：（例如：小明打针，挂水住院）

2.2 g++系列：（例如：小明开药，观察）

g++是gcc的一部分

引用计数这么好，为什么新一点的不用（引用计数）这个方案了呢？

原因：

1. 多线程情况，维护引用计数的线程安全有一定代价

2. 动态库下，也会存在一些问题

3. C++11以后，编译器各种优化，传值返回代价很低，有了移动构造，移动赋值。

三. 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（引用计数是几就代表有几个对象指向这块空间）。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。

写时拷贝

写时拷贝在读取时的缺陷