C++中的浅拷贝、深拷贝、智能指针

浅拷贝(shallow copy)与深拷贝(deep copy)对于值拷贝的处理相同，都是创建新对象，但对于引用拷贝的处理不同，深拷贝将会重新创建新对象，返回新对象的引用字。浅拷贝不会创建新引用类型。

怎么判断一个类的赋值构造函数的方法：根据类的实现

1。如果它有一个用原生指针指针实现的对象引用，或是用boost::shared_ptr等引用分享所有权的智能指针实现的对象引用，则这个拷贝是浅拷贝

2。如果是用copy_ptr这种实现了深拷贝的智能指针实现的对象引用，就是深拷贝了。copy_ptr在内部保留一个指针，当它自己解析时，它同时也销毁它在内部保存的这个指针。

最能体现深层拷贝与浅层拷贝的，就是‘=’的重载。我们以此为例。

例1：浅拷贝

class string
{
  char *m_str; //对象之中含有指针数据类型
public:
  string(char *s）
  {
    m_str=s;
  }
  string(){};
  string&operator=(const string s)
  {
    m_str=s.m_str; //s1,s2指向同一个内存
    return *this}
  };
  int main()
  {
    string s1("abc"),s2;
    s2=s1;
    cout<<s2.m_str;
  }
};

例2：深拷贝

string&operator=(const string&s)
{
  if(strlen(m_str)!=strlen(s.m_str))
  m_str=new char[strlen(s.m_str)+1]; //为被赋值对象申请了一个新的内存
  if(*this!=s)
    strcmp(m_str,s.m_str);
  return *this;
}

浅拷贝易使对象的值发生不必要的改变。这时我们需要智能shared_ptr指针来管理。

例：

#include <vector>
using namespace std;
using namespace boost;
 
int main (int argc, const char * argv[])
{
 
    typedef vector< shared_ptr > sharedContainers;
    sharedContainers sharedArray(10);
    int i=0;
    for(sharedContainers::iterator pos = sharedArray.begin() ;pos!=sharedArray.end();++pos) 
    {
        *pos = make_shared(++i);
    }
    cout<<"sharedArray[5]的初始值:"<<*sharedArray[5]<<endl;
    cout<<"sharedArray[5]的初始引用计数为："<<sharedArray[5].use_count()<<endl;
    shared_ptr p1 = sharedArray[5];
    *p1 = 10;
    cout<<"sharedArray[5]经过赋值后的值:"<<*sharedArray[5]<<endl;
    cout<<"sharedArray[5]赋值后的引用计数为："<<sharedArray[5].use_count()<<endl;
    shared_ptr p2(sharedArray[5]);
    cout<<"sharedArray[5]复制后的引用计数为："<<sharedArray[5].use_count()<<endl;
    return 0;
}

其输出结果为：

　　sharedArray[5]的初始值：6

　　sharedArray[5]的初始引用计数为：1

　　sharedArray[5]经过赋值后的值：10

　　sharedArray[5]赋值后的引用计数为：2

　　sharedArray[5]复制后的引用计数为：3

 

shared_ptr简单实现（主旨：引用计数reference count）：

1.一个模板指针T* ptr，指向实际的对象。

2.创建类的新对象时，初始化指针并将引用计数置为1。

3.重载operator*和operator->，使得能像指针一样使用shared_ptr。

4.重载copy constructor，使其引用次数等于右操作数所指对象加一。

5.重载operator=，如果原来的shared_ptr已经有对象，则让其引用次数减一并判断引用是否为零(是否调用delete)。

　然后将新的对象引用次数加一。

6.重载析构函数，使引用次数减一并判断引用是否为零(是否调用delete)。  

#ifndef __SHARED_PTR_
#define __SHARED_PTR_

template <typename T>
class shared_ptr {
public:
    shared_ptr(T* p) : count(new int(1)), _ptr(p) {}
    shared_ptr(shared_ptr<T>& other) : count(&(++*other.count)), _ptr(other._ptr) {}
    T* operator->() { return _ptr; }
    T& operator*() { return *_ptr; }
    shared_ptr<T>& operator=(shared_ptr<T>& other)
    {
        ++*other.count;
        if (this->_ptr && 0 == --*this->count)
        {
            delete count;
            delete _ptr;
        }
        this->_ptr = other._ptr;
        this->count = other.count;
        return *this;
    }
    ~shared_ptr()
    {
        if (--*count == 0)
        {
            delete count;
            delete _ptr;
        }
    }
    int getRef() { return *count; }
private:
    int* count;
    T* _ptr;
};


#endif