String封装——读时共享，写时复制

碰到过一位一直怀疑C++标准库（STL）效率的人，他说STL效率太低，企业开发根本不会用。我是持反对意见的。

说这话的人，肯定没有做过大量的调查。没有调查就没有发言权。

STL的效率是不低的，足够满足现在的绝大部分需求了。特别是当前的操作系统和硬件都以页为内存的基本管理单位，并且32位的系统(嵌入式还挺多的，但是嵌入式对内存的需求很大的比较少吧)的已经不是很多了。内存碎片的问题也就并不明显了。

前面说的与这里要说的是无关的，这里指向说一说String封装中的读共享，写复制。

学习过linux/unix系统编程的人，应该对读共享，写复制这个概念有一个比较清晰的了解，这个可见APUE的进程相关的章节。

实现原理

这个实现原理其实很简单，如果学习了shared_ptr智能指针，那应该是可以猜得到的。

其实关键的地方就是引用计数了。如果在string对象拷贝构造或者赋值(用已有对象)的时候，不进行拷贝，而只是进行引用计数的增加，数据采用共享方式。而在需要进行写操作的时候，才进行真正的拷贝操作。

代码实现

这里只是一个简单的实现，来说明这个原理，并没有多少实用价值。并且没有做到多线程安全。现在一般的也不会采取这种做法，因为现在内存都比较富裕了，还要解决多线程安全问题。VC6还是采用的COW技术，现在编译器自带的STL基本都不在采用，而改用(忘记名字了，原理就是内部使用一个数组，只有创建的字符串长度超过这个数组的时候，才进行内存分配)。

#include <stdio.h>
#include <string.h>

struct shared_ptr{
	char*	data;	//数据
	int		ref;	//引用计数
};

class String{
	public:
		String(const char* str=NULL):iswrite(false)
		{
			p = new shared_ptr;
			if( str != NULL){
				p->data = new char[strlen(str)+1];
				strcpy(p->data,str);
			}
			else{
				p->data = new char[1];
				p->data[0]='\0';
			}
			p->ref = 1;
		}
		String(const String& s):iswrite(false)
		{
			p = s.p;
			p->ref += 1;
		}
		~String()
		{
			if(p->ref == 1){
				delete p->data;
				delete p;
			}
			else{
				p->ref -=1;
			}
		}

		String& erase(int first,int last)
		{
			if(first < 0 ||last > strlen(p->data))return *this;

			if(!iswrite){	//如果不是可写状态
				shared_ptr* t=p;
				p = new shared_ptr;	//拷贝数据
				p->data = new char[strlen(t->data)+1];
				strcpy(p->data,t->data);
				p->ref = 1;
				t->ref -=1;	//原指向结构体引用计数减一
			}
			//擦除操作
			int len = strlen(p->data);
			for(int i = 0;i<len-last+1;++i){
				p->data[first + i] = p->data[last + i];
			}
			return *this;
		}
		void show() const
		{
			printf("ref = %d,data:%s\n",p->ref,p->data);
		}
	private:
		shared_ptr* p;	//数据
		bool		iswrite;//可写？
};

int main()
{

	String s1("hello world");
	String s2(s1);
	String s3(s2);
	s1.show();
	s2.show();
	s3.show();

	s2.erase(5,10);
	s1.show();
	s2.show();
	s3.show();
	return 0;
}

运行结果

ref = 3,data:hello world
ref = 3,data:hello world
ref = 3,data:hello world
ref = 2,data:hello world
ref = 1,data:hellod
ref = 2,data:hello world