记录一下,希望以后会用到。

  假若我们有一个类的成员变量需要共享,希望在使用时保留,没有用到时就delete掉,那要怎么设计?

  假设我们有共享数据share_data,对象A,B,C有指向该share_data,如果我们只是在析构函数中单方面地释放关联的share_data,比如A不再需要share_data,并且单方面释放了share_data,那会造成一个问题:B和C还要用share_data呢,但A却把它释放了。因此只有当最后一个指向share_data的对象销毁时,share_data才可以释放。

  引用计数可以解决这样的问题。它的思想是对share_data进行计数,当有对象指向它时,计数加一,当对象不再指向时就计数减一,当计数为0时,就释放share_data。

  若果用C/C++,要怎样设计?

  引用计数的工作方式如下:

  • 除了初始化对象外,每个构造函数(拷贝构造函数除外)还要创建一个引用计数器,用来记录有多少对象与正在创建的对象共享状态。当我们创建一个对象时,只有一个对象共享状态,因此将计数器初始化为1.
  • 拷贝构造函数不分配新的计数器,而是拷贝给定对象的数据成员,包括计数器。拷贝构造函数递增共享的计数器,指出给定对象的状态又被一个新用户所共享。
  • 析构函数递减计数器,指出共享状态的用户又少了一个。如果计数器变为0,则下析构函数释放状态。
  • 拷贝赋值运算符递增右侧运算对象的计数器,递减左侧运算对象的计数器。如果左侧运算对象的计数器变为0,意味着它的共享状态没有用户了,拷贝赋值运算符就必须销毁状态。

 从上述的描述中,我们必须把计数器也共享了,不能直接作为对象的成员。以下例子说明原因。

Test p1("123");
Test p2(p1);    // p1和p2都指向相同的string    
Test p3(p1);    // p1、p2和p3都指向相同的string

  如果引用计数器保存在每个对象中,当创建p3时可以递增p1中的计数器并将其拷贝到p3,但要如何更新p2中的计数器?

  因此我们需要把共享数据和计数器保存到动态内存中。当拷贝或复制对象时,我们拷贝指向计数器的指针,使得副本和原对象都会指向相同相同的计数器。

  以下给出实现代码:

1 class test {
 2 public:
 3         // 构造函数分配新的string和新的计数器,将计数器置为1
 4     test(const string& s = string()) :
 5         ps(new string(s)), i(0), use(new size_t(1)) {}
 6 
 7         // 拷贝构造函数拷贝所有数据成员,并递增计数器
 8     test(const test& p) :
 9         ps(p.ps), i(p.i), use(p.use) {
10         ++*use;
11     }
12 
13     test& operator = (const test&);
14 
15     ~test();
16 
17 private:
18     string* ps;
19     int i;
20     size_t* use;    // 用来记录有多少个对象共享*ps的成员
21 };
22 
23 test::~test() {
24     if (--*use == 0) {     //  如果引用计数变为0
25         delete ps;          // 释放string内存
26         delete use;        // 释放计数器内存
27     }
28 }
29 
30 test& test::operator=(const test& rhs) {
31     ++*rhs.use;                // 递增右侧运算对象的引用计数
32     if (--*use == 0) {        // 递减本对象的引用计数
33         delete ps;             // 如果没有其他用户
34         delete use;           // 释放本对象分配的成员
35     }
36 
37     use = rhs.use;              // 拷贝数据
38     i = rhs.i;
39     ps = rhs.ps;
40 
41     return *this;                  // 返回本对象
42 }
43